镉的应用

背景^[1-3]

镉化学符号Cd，原子序数48，1817年发现。单质为银白色金属，是一种吸收中子的优良金属，制成棒条可在核反应堆内减缓链式裂变反应速率，而且在锌-镉电池中颇为有用。它的硫化物颜色鲜明，用来制成镉黄颜料。

地壳中物质与镉的比例为1000000：0.1～1000000：0.5。是作为副产品从锌矿石或硫镉矿中提炼出来的，大多用来保护其他金属免受腐蚀和锈损，如电镀钢、铁制品、铜、黄铜及其他合金。另一用途是制造一种叫做镉黄的亮黄色颜料，可用作高级油漆和绘画颜料。

镉是银白色有光泽的金属，熔点320.9℃，沸点765℃，密度8650 kg/m3。有韧性和延展性。镉在潮湿空气中缓慢氧化并失去金属光泽，加热时表面形成棕色的氧化物层，若加热至沸点以上，则会产生氧化镉烟雾。高温下镉与卤素反应激烈，形成卤化镉。也可与硫直接化合，生成硫化镉。镉可溶于酸，但不溶于碱。镉的氧化态为+1、+2。氧化镉和氢氧化镉的溶解度都很小，它们溶于酸，但不溶于碱。镉可形成多种配离子，如Cd(NH3)、Cd(CN)、CdCl等。

镉

镉的毒性较大，被镉污染的空气和食物对人体危害严重，且在人体内代谢较慢，日本因镉中毒曾出现“痛痛病”。

可用多种方法从含镉的烟尘或镉渣（如煤或炭还原或硫酸浸出法和锌粉置换）中获得金属镉。进一步提纯可用电解精炼和真空蒸馏。镉主要用于钢、铁、铜、黄铜和其他金属的电镀，对碱性物质的防腐蚀能力强。镉可用于制造体积小和电容量大的电池。镉的化合物还大量用于生产颜料和荧光粉。硫化镉、硒化镉、碲化镉用于制造光电池。

应用^[4][5]

用于砷的电化学/镉的化学蒸气发生技术研究

对原子光谱检测技术的基本原理进行了简要描述,重点介绍了各种现有样品引入技术的优缺点,并对电化学蒸气发生技术的原理、应用及发展趋势进行了归纳,进而开展了镉的化学氢化物发生技术/砷的电化学蒸气发生技术的研究工作。

主要内容包括:As3+、As5+、MMA（甲基砷）及DMA（二甲基砷）在修饰电极上的电化学蒸气发生行为差异、各种实验参数的优化以及镉的新型化学蒸气发生体系研究等,对多种生物样品、环境样品进行了分析。具体内容包括:首先,考察了镉在不同反应体系中的蒸气发生效率,发现Fe2+-L-Cys-CH3COOH体系可以显著提升镉的蒸气发生效率,相同条件下可以达到传统的硫脲-Co2+体系的4倍以上。

而DDTC的加入,可以明显降低Cu及Pb等离子的干扰,基本实现了在提升发生效率的同时提高方法的抗干扰性能。在的实验条件下,Cd的检出限为0.02μg L-1,相对标准偏差为4.5%（n=11）,回收率为91.4%~112.2%。随后利用实验室自制的螺纹式电解池,采用修饰电极的方式研究了不同价态砷的电化学蒸气发生行为。

结果表明As3+和As5+在L-Cys/GE电极上的原子光谱信号不仅显著增强（约为石墨电极的2-3倍）,同时两者信号相当;而GSH/GE为电极时,在优化条件下As5+没有信号。据此,我们首次建立了基于修饰电极的EVG-AFS检测不同价态砷的新方法。

通过对各种实验参数的选择,得到方法的检出限分别为0.28μg L-1和0.35μg L-1,相对标准偏差分别为5.7%和6.3%,回收率分别为89.1%~110.6%和92.8%~107.5%。该方法具有灵敏度高、精密度和准确度好、抗干扰能力强等特点,可以替代传统的化学蒸气发生技术。

本方法成功地对多种环境样品中的砷进行了检测。最后,在砷价态分析的基础上,利用修饰电极对不同形态的砷进行了电化学蒸气发生行为进行了系统性研究。发现甲酸为电介质时,MMA和DMA在GSH/GE电极上可以获得有效还原,而在H2SO4介质中只有MMA可以产生信号等有重要线索,据此可以建立基于修饰电极的EVG-AFS法测定不同砷的形态。

参考文献

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[2]A highly selective voltammetric sensor for sub-nanomolar detection of lead ions using a carbon paste electrode impregnated with novel ion imprinted polymeric nanobeads[J].Azam Bahrami,Abbas Besharati-Seidani,Abdolkarim Abbaspour,Mojtaba Shamsipur.Electrochimica Acta.2014

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[4]Method development for the determination of arsenic by sequential injection/anodic stripping voltammetry using long-lasting gold-modified screen-printed carbon electrode[J].Eakkasit Punrat,Suchada Chuanuwatanakul,Takashi Kaneta,Shoji Motomizu,Orawon Chailapakul.Talanta.2013

[5]孙楚潇.砷的电化学/镉的化学蒸气发生技术研究[D].安徽工业大学,2014.