激光诱导击穿光谱检测技术中液体样品的前处理方法技术

本发明专利技术公开了一种激光诱导击穿光谱检测技术中液体样品的前处理方法，包括下述步骤组成：包括下述步骤组成：(1)取液体样品，除去不溶性杂质；(2)加入沉淀剂，混匀；(3)将步骤(2)处理后的液体样品，通过孔径≤0.2μm的微孔滤膜过滤，除去滤膜上多余液体，得到滤膜。本发明专利技术采用沉淀剂对液体样品中的重金属进行沉淀富集，大大提高了对重金属的富集能力，减少了液体样品的采样量，采样量只需1ml即可进行检测，检测的灵敏度和准确性高，其检出限可达到10-1～10ppb，并可以同时对多种金属元素进行检测；同时还具有前处理时间短、步骤简单、成本低廉等优点，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光诱导击穿光谱检测技术中液体样品的前处理方法。
技术介绍
水样品中重金属离子检测是水质监测的重要项目。传统的水样品中金属检测方法有分光光度法、火焰原子吸收分光光度法、石墨炉原子吸收分光光度法、电感耦合等离子体原子发射光谱法以及电电感耦合等离子体质谱法等。其中分光光度法需要使用显色剂与金属离子反应，具有干扰较大，无法同时测定多种元素的缺点，其他仪器分析方法均具有设备体积重量大，需要燃烧或保护气源等弊端，只能适用于实验室分析。其中某些方法在多元素同时分析领域也无法得到良好的应用。建立在电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)技术基础之上的分析方法灵敏、准确且可以实现多元素分析，但是由于仪器设备价格高昂，目前无法实现在各级检测机构的普及应用。近年来随着环境污染问题越发严重，监测治理工作任务越发繁重，对在线或现场分析的需求也逐渐显现。然而，现有上述分析方法均存在难以实现灵敏的多元素同时分析，或者设备体积重量大，难以搬运以及需要载气供应等问题，无法实现仪器设备的便携，便无法满足现场分析测试的需求。激光诱导击穿光谱(LIBS)技术是利用高能激光激发待测样品，使其产生原子发射光谱后利用采集和分析系统获取样品原子发射光谱信息，对其中待测元素进行定性定量分析的技术。其具有分析时间短，多元素同时分析等优势，最重要的是LIBS分析装置可集成于较小的体积内，相对于传统的分析仪器在便携程度上可带来巨大的提升，在现场分析领域具有广阔的应用前景。然而LIBS在液体分析方面还存在着一定的缺陷，LIBS直接分析液体样品时会造成液体飞溅，同时液体汽化的过程以及液体表面本身的不稳定性会对激光诱导等离子体的形成与光谱信号的收集造成较大的负面影响，导致LIBS技术直接分析液体样品的灵敏度较低。一些研究小组希望通过针对改变液体样品的形态，如检测微小液滴，液体射流，将水样冰冻等来提高对液体中金属离子检测的灵敏度，然而这些方法虽然对LIBS液体分析能力有所提升，但是对大部分待测元素的检出限仍为ppm级别，无法满足环境检测的需求。为进一步提高LIBS对液体中金属元素分析的灵敏度，一些研究在原有方法的基础之上引入了适当的前处理技术。Zhijiang Chen等(J.Anal.At.Spectrom.,2008,23：871-875)利用电沉积技术与LIBS联用了实现了对Cr、Mn、Cu、Zn、Cd和Pb的灵敏检测，检出限达到了亚ppb级别。然而此方法处理时间波，需要额外的处理设备与电源，难以满足现场分析要求。此外，也有研究人员开发了基于膜技术的样品前处理方法并与LIBS技术联用。Klécia M.Santos等(Microchemical Journal 110(2013)435-438)实现了利用改性的PVC膜对液体样品中铜离子的富集与定量检测，采样量为20mL时，检出限为15ppb(即15μg/L)，然而该方法使用的滤膜难以获得，并且存在分析时间波(50分钟)等缺陷。Christopher R.Dockery等(APPLIED SPECTROSCOPY,2005,59(2):252-257)利用商业化的高性能离子交换滤膜对液体样品中的铬离子实现了灵敏的检测，采样量为1L时，其检出限为0.5ppb(即0.5μg/L)，但由于所采用的滤膜价格昂贵并难以获得，且采样量很大，所以实用价值也较差。欧洲专利EP2682742A1公开了将带有羟基官能团的化合物或者基团固定于某种带有氨基基团的固体基质上，对液体中的金属离子进行富集并进一步利用LIBS进行测定的方法，对Ag离子的检出限为5.395μg/L(即5.395ppb)，采样量在数百毫升以上，且需要将对金属离子有络合作用的基团通过化学反应修饰到固体基质之上，处理过程复杂繁琐。2,4,6-三巯基-1,3,5-三嗪三钠盐，CAS号：17766-26-6，分子式为C3N3S3Na3。2,4,6-三巯基-1,3,5-三嗪三钠盐是一种重要的重金属离子处理剂(或者称捕集剂)，能与水溶液中的大多数一价和二价的重金属离子，如：Ni2+、Pd2+、Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、Ti+以及Pb2+等离子形成稳定的化合物而沉淀出来，从而达到去除重金属离子的目的，主要用于水处理工业等领域。邓樱花等(湖北第二师范学院学报，2010,27(2):34～36)公开了一种新型重金属捕集剂2,4,6-三巯基-1,3,5-三嗪三钠盐对废水中银捕集效果研究，在pH＝4的最佳条件下处理100μg/ml的硝酸银溶液，去除率可达到99.99％，剩余银离子的浓度为6.62×10-3μg/ml，即6.62ppb。现有技术公开的方法中，对液体样品中痕量重金属的富集能力仍然不高，大多采用加大采样量来提高检测的灵敏度，并且有的前处理方法存在滤膜价格昂贵、处理时间波或步骤复杂等问题，造成其实用性不高。同时，未见有报道将2,4,6-三巯基-1,3,5-三嗪三钠盐应用于激光诱导击穿光谱检测液体样品的前处理方法中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种激光诱导击穿光谱检测技术中液体样品的前处理方法，该方法大大提高了痕量重金属的富集能力，减少了液体样品的采样量，具有前处理时间短、步骤简单、成本低廉等优点；对重金属离子的检出限可达到10-1～10ppb。具体地，一种激光诱导击穿光谱检测技术中液体样品的前处理方法，包括下述步骤组成：(1)取液体样品，除去不溶性杂质；(2)加入沉淀剂，混匀；所述沉淀剂的用量为3.75～120mg/ml，优选为7.5～30mg/ml；所述沉淀剂为2,4,6-三巯基-1,3,5-三嗪三钠盐、二硫代氨基甲酸钠或硫化钠；(3)将步骤(2)处理后的液体样品，通过孔径≤0.2μm的微孔滤膜过滤，除去滤膜上多余液体，得到滤膜。所述步骤(1)中，液体样品为含有任意一种或多种重金属的液体；所述重金属为Ag+、Mn2+或Cr3+。所述步骤(1)中，将液体样品过≤0.4μm孔径针头滤器，除去不溶性杂质。所述步骤(2)中，还包括下述步骤：加入硝酸和/或氨水，调节pH值为4～12，优选调节pH值为4～7。所述步骤(3)中，按照下述方法过滤：(a)将微孔滤膜裁剪至合适的尺寸，装载于滤膜支撑装置上；(b)采用注射器吸取液体样品，连接注射器与滤膜支撑装置，利用注射器将样品溶液推过滤膜；(c)从装置上取下滤膜。所述步骤(a)中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
激光诱导击穿光谱检测技术中液体样品的前处理方法，其特征在于：该方法包括下述步骤组成：(1)取液体样品，除去不溶性杂质；(2)加入沉淀剂，混匀；所述沉淀剂的用量为3.75～120mg/ml；所述沉淀剂为2,4,6‑三巯基‑1,3,5‑三嗪三钠盐、二硫代氨基甲酸钠或硫化钠；(3)将步骤(2)处理后的液体样品，通过孔径≤0.2μm的微孔滤膜过滤，除去滤膜上多余液体，得到滤膜。

【技术特征摘要】
1.激光诱导击穿光谱检测技术中液体样品的前处理方法，其特征在于：
该方法包括下述步骤组成：
(1)取液体样品，除去不溶性杂质；
(2)加入沉淀剂，混匀；
所述沉淀剂的用量为3.75～120mg/ml；
所述沉淀剂为2,4,6-三巯基-1,3,5-三嗪三钠盐、二硫代氨基甲酸钠或硫化
钠；
(3)将步骤(2)处理后的液体样品，通过孔径≤0.2μm的微孔滤膜过滤，
除去滤膜上多余液体，得到滤膜。
2.根据权利要求1所述的前处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中，
液体样品为含有任意一种或多种重金属的液体。
3.根据权利要求2所述的前处理方法，其特征在于：所述重金属为Ag+、
Mn2+或Cr3+。
4.根据权利要求1所述的前处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中，
将液体样品过≤0.4μm孔径针头滤器，除去不溶性杂质。
5.根据权利要求1所述的前处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中，
还包括下述步骤：加入硝酸和/或氨水，调节pH值为4～12。
6.根据权利要求1所述的前处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中，
按照下述方法过滤：
(a)将微孔滤膜裁剪至合适尺寸，装载于滤膜支撑装置上；...

【专利技术属性】
技术研发人员：段忆翔，王旭，王杰，林庆宇，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51