基于表面增强拉曼光谱的单颗粒表面污染物现场定量检测方法技术

本发明专利技术涉及基于表面增强拉曼光谱的单颗粒表面污染物现场定量检测方法，该方法包括：(a)建立一条颗粒表面吸附污染物的质量与污染物特征峰处表面增强拉曼光谱强度的标定曲线；(b)现场采用便携式拉曼光谱仪对具有表面增强拉曼光谱活性的吸附污染物的单颗粒表面进行表面增强拉曼光谱检测，从而得到污染物特征峰处表面增强拉曼光谱强度；以及(c)将检测的污染物表面增强拉曼光谱特征峰强度与上述步骤(a)中得到的标定曲线对照，即可得到颗粒表面吸附的污染物质量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，该方法包括：(a)建立一条颗粒表面吸附污染物的质量与污染物特征峰处表面增强拉曼光谱强度的标定曲线；(b)现场采用便携式拉曼光谱仪对具有表面增强拉曼光谱活性的吸附污染物的单颗粒表面进行表面增强拉曼光谱检测，从而得到污染物特征峰处表面增强拉曼光谱强度；以及(c)将检测的污染物表面增强拉曼光谱特征峰强度与上述步骤(a)中得到的标定曲线对照，即可得到颗粒表面吸附的污染物质量。【专利说明】基于表面増强拉曼光谱的单颗粒表面污染物现场定量检测方法
本专利技术属于环境工程
，涉及一种单颗粒表面吸附的污染物SERS (表面增强拉曼光谱)现场定量检测方法。
技术介绍
近年来，随着我国工业化的快速发展，为提高生产效率或满足工艺要求的目的，越来越多的多孔颗粒作为催化剂载体、助滤剂、吸附剂等被应用于工业生产中。由于我国处理技术不够完善，这些多孔颗粒在使用失效后会携带或吸附大量的有毒有害污染物，如果直接被排放到环境中，会造成严重的环境污染。如何定量检测这些固体颗粒表面吸附或携带的污染物成为了当务之急。现阶段用来检测多孔颗粒表面污染物的主要方法有:气相色谱法、气相色谱质谱联用、原子吸收光谱、红外光谱等方法。但这些方法对颗粒表面污染物检测只能在实验室中经过分离、浓缩等一系列繁琐的预处理后实现，难以满足现场的快速、灵敏定量检测要求。 例如，中国专利申请CN 102279231A公开了一种定性检测土壤或沉积物中对氯联苯的方法，该方法经过萃取、净化、洗脱等步骤将土壤或沉积物中的对氯苯胺分离出来，再利用气相色谱质谱分析仪对多氯苯胺进行分析检测。上述方法在对被测物检测前需要对样品进行预处理分离操作，才能利用气相色谱质谱联用仪来定性检测，需要大量分析样品且前处理复杂，检测时间长，不能满足现场快速定量检测的要求。 例如，中国专利CN 101251479B公开了一种铝箔表面含油量的检测方法，该方法利用盐酸将铝箔表面的油洗脱下来，再用四氯化碳萃取，最后采用红外光谱仪测油软件通过油类物质的伸缩振动谱带处的吸光度来计算油含量。上述方法需对固体表面吸附的油类物质进行洗脱、萃取等复杂的工序，再在实验室环境下结合红外光谱仪测得其油类物质含量，需要大量的样品前处理工作，且对检测结果有较大的操作误差。难以满足现场颗粒表面污染物精确定量检测的要求。 SERS技术由于具有检测灵敏度高、分析速度快、操作简便，水干扰小以及检测下限低等优势，使其广泛应用于材料检测、环境检测、化学分析及生物试样等方面的定性检测，但利用SERS技术对被测物的定量检测方法的研宄却鲜有报道。 例如，中国专利申请CN 102109467A公开了一种利用拉曼光谱定量检测罗丹明6G的方法，该方法利用制备的“三明治”体系的SERS基底，结合前期绘制的SERS强度与罗丹明6G浓度的关系曲线来检测罗丹明6G的浓度。但上述方法难以满足在生产现场对固体颗粒表面的物质进行定量检测的要求。 因此，针对难以实现固体颗粒表面污染物现场定量检测的现状，本领域迫切需要开发出一种快速、准确的，适用于生产现场的单颗粒表面污染物定量检测方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新颖的，从而解决了现有技术中存在的问题。 本专利技术提供了一种，该方法包括: (^)建立一条颗粒表面吸附污染物的质量与污染物特征峰处表面增强拉曼光谱强度的标定曲线，包括以下步骤:(1)用制备好的具有表面增强拉曼光谱活性的多孔颗粒吸附废水中不同浓度的污染物；(2)采用气相色谱质谱联用技术分析吸附前后废水中污染物浓度变化，以准确测得具有表面增强拉曼光谱活性的多孔颗粒表面吸附的污染物质量；(3)用表面增强拉曼光谱直接检测颗粒表面污染物以获得对应的表面增强拉曼光谱谱图，从而得到特征峰处表面增强拉曼光谱强度；(4)结合上述两种检测结果建立一条标定曲线，为后续现场定量检测颗粒表面污染物做准备； (^)现场采用便携式拉曼光谱仪对具有表面增强拉曼光谱活性的吸附污染物的单颗粒表面进行表面增强拉曼光谱检测，从而得到污染物特征峰处表面增强拉曼光谱强度；以及 (0)将检测的污染物表面增强拉曼光谱特征峰强度与上述步骤中得到的标定曲线对照，即可得到颗粒表面吸附的污染物质量。 在一个优选的实施方式中，所述具有表面增强拉曼光谱活性的多孔颗粒表面修饰了贵金属纳米颗粒，所述贵金属纳米颗粒的粒径为70-10011111。 在另一个优选的实施方式中，所述贵金属纳米颗粒为银纳米颗粒，粒径为7011111。 在另一个优选的实施方式中，所述多孔颗粒选自活性炭多孔颗粒、聚合树脂多孔颗粒、活性氧化铝多孔颗粒、沸石和分子筛。 在另一个优选的实施方式中，所述多孔颗粒为活性氧化铝多孔颗粒，其颗粒比表面积为 371. 在另一个优选的实施方式中，所述污染物是具有表面增强拉曼光谱响应的水溶性物质。 在另一个优选的实施方式中，所述表面增强拉曼光谱检测过程中的激光强度小于30碰，积分时间小于308。 在另一个优选的实施方式中，所述污染物特征峰能够代表该物质本身的特殊官能团或化学键。 在另一个优选的实施方式中，所述标定曲线为污染物特征峰强度与颗粒表面吸附的污染物质量的双对数曲线。 在另一个优选的实施方式中，检测到的单颗粒表面吸附污染物的检测质量达到7.8叫。 【专利附图】【附图说明】 根据结合附图进行的如下详细说明，本专利技术的目的和特征将变得更加明显，附图中: 图1是根据本专利技术的一个实施方式的基于表面增强拉曼光谱的单颗粒表面污染物现场定量检测工艺流程框图。 图2是根据本专利技术的一个实施方式的修饰了银纳米颗粒的Al2O3颗粒表面的扫描电镜图。 图3是根据本专利技术的一个实施方式的以3 X 1-4M的联苯胺为目标分子在具有SERS活性的多孔颗粒表面随机选取的22个点上的SERS谱图。 图4是根据本专利技术的一个实施方式的具有SERS活性的多孔颗粒表面吸附了不同质量的联苯胺的SERS谱图。 图5是根据本专利技术的一个实施方式的建立的单位质量颗粒表面吸附联苯胺的质量与联苯胺特征峰处(976CHT1) SERS强度的标定曲线。 图6是根据本专利技术的一个实施方式的现场检测的SERS活性多孔颗粒表面吸附的联苯胺的SERS谱图。 【具体实施方式】 本申请的专利技术人在经过了广泛而深入的研宄，针对现有技术中难以实现固体颗粒表面污染物现场定量检测的现状，利用表面增强拉曼光谱技术及其检测方法，开发出了一种能够适用于生产现场的多孔颗粒表面污染物定量检测的方法，该方法能够用较少的样品准确、快速地实现颗粒表面污染物现场定量检测，从而弥补了现有技术的不足。 本专利技术的技术构思如下: 利用具有SERS活性的多孔颗粒来定量检测单颗粒表面污染物，包括以下步骤: (a)建立一条颗粒表面吸附污染物的质量与污染物特征峰处SERS强度的标定曲线，具体步骤如下:(I)用制备好的具有SERS活性的多孔颗粒按一定的液固比吸附废水中不同浓度的污染物；(2)采用气相色谱质谱联用技术分析吸附前后废水中污染物浓度变化，以准确测得具有SERS活性的多孔颗粒表面吸附污染物的质量；(3)用SERS直接检测颗粒表面污染物获得相对应的SERS谱图以得到特征峰处SERS强度；(4)结合上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于表面增强拉曼光谱的单颗粒表面污染物现场定量检测方法，该方法包括：(a)建立一条颗粒表面吸附污染物的质量与污染物特征峰处表面增强拉曼光谱强度的标定曲线，包括以下步骤：(1)用制备好的具有表面增强拉曼光谱活性的多孔颗粒吸附废水中不同浓度的污染物；(2)采用气相色谱质谱联用技术分析吸附前后废水中污染物浓度变化，以准确测得具有表面增强拉曼光谱活性的多孔颗粒表面吸附的污染物质量；(3)用表面增强拉曼光谱直接检测颗粒表面污染物以获得对应的表面增强拉曼光谱谱图，从而得到特征峰处表面增强拉曼光谱强度；(4)结合上述两种检测结果建立一条标定曲线，为后续现场定量检测颗粒表面污染物做准备；(b)现场采用便携式拉曼光谱仪对具有表面增强拉曼光谱活性的吸附污染物的单颗粒表面进行表面增强拉曼光谱检测，从而得到污染物特征峰处表面增强拉曼光谱强度；以及(c)将检测的污染物表面增强拉曼光谱特征峰强度与上述步骤(a)中得到的标定曲线对照，即可得到颗粒表面吸附的污染物质量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，龙亿涛，邱阳，付鹏波，汪华林，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31