本发明专利技术涉及一种水体中锑的分析方法，属于环境分析领域。本发明专利技术利用柠檬酸钠还原法制备得到粒径为20nm的Au颗粒，这种颗粒具备良好的分散性与优异的拉曼增强性能。由于扁桃酸具备与Sb(III)、Sb(V)螯合的性质，当扁桃酸与Sb(III)、Sb(V)混合后，能够形成配位化合物，通过检测配位化合物的表面增强拉曼信号，可实现Sb(III)、Sb(V)间接检测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水体中锑的分析方法，属于环境分析领域。技术背景锑是一种对人体有毒的元素。中国锑储量大约3.0-3.5百万吨，每年消费1.2万吨左右。人类通过对锑矿的冶炼获得大量的锑产品，采矿和熔炼操作则成为锑进入到环境中的主要释放来源。现代的开采工作造成了严重的环境污染。无论是废弃的还是正在开采的矿区，周围的河流、土壤及植物都能检测到锑。2015年11月，甘肃陇星锑业有限责任公司选矿厂尾矿库溢流井破裂导致尾砂泄漏，溢流井周围大量尾矿浆经太石河进人西汉水，造成西汉水陕西段和嘉陵江水质污染。大量的锑吸入体内，会刺激呼吸道、食道粘膜和皮肤，导致肺水肿或肝肿大，甚至导致癌症的发生。锑对成人致死剂量是97.2mg/L，儿童是48.6mg/L，因此锑被美国环境保护总局和欧盟列为优先污染物。锑的生物利用性比较低，对人体的危害除了直接吸入或皮肤接触，更主要的是通过饮水，因此防止河流的等天然水体的锑污染成为当务之急。锑的无机形态主要以Sb(III)、Sb(V)的形态存在。在氧化性水体中，主要以五价锑的形态存在，但在一些海水中，热力学不稳定的三价锑也能检测到。为了正确估计锑对环境及人类的危害，研究锑在环境中的迁移、转化和归宿过程，建立有效分离、鉴定及测定各种锑化合物的分析方法十分必要。常用的锑形态分析方法有分光光度法、电化学分析法和原子光谱法等。随着近年来色谱与元素检测器联用技术的重大突破，锑的形态分析取得很大进展，常用方法有气相色谱法(GC)、液相色谱(LC)与原子吸收光谱(AAS)、电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)及电感耦合等离子体-质谱(ICP-MS)联用等。上述方法测试精度高，但所用仪器价格昂贵，并且对样品前处理要求较高。因此，探索简便经济、快速高效的锑检测方法已成为当今环境分析领域的重要研究方向之一。表面增强拉曼光谱的出现为锑原位形态分析带来了解决方案。1928年印度物理学家Raman发现了拉曼散射效应，以此为基础建立起来的拉曼光谱(RS)技术在分子结构和分析化学等领域有着广泛的应用。1974年Fleischmann等第一次在粗糙银电极上观察到吡啶的表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering)，简称SERS现象，到1997年SERS效应实现了单分子检测。已有研究表明，将SERS活性基底用于锑、砷等含氧阴离子的分析可行，并可以获得较理想的检出限(纳摩尔级)。综上所述，为了克服现有方法的不足，本专利技术专利技术了一种快速测定水中痕量锑的方法。Sb(III)、Sb(V)的拉曼散射截面较低，因此需要通过有效的间接检测方法实现对其的检测。本
专利技术经过大量的实验，通过将锑与扁桃酸的螯合特性，以及金纳米颗粒的表面增强拉曼散射(SERS)效应相结合，提高SERS对锑检测的灵敏度、选择性和抗基质干扰能力。本专利技术的检测体系具有操作简便、实验条件要求低、运行成本低廉等优点，尤其适用于野外现场分析。
技术实现思路
本申请的专利技术人进行了反复的深入研究，从而完成本专利技术。本专利技术利用柠檬酸钠还原法制备得到粒径为20nm的Au颗粒，这种颗粒具备良好的分散性与优异的的拉曼增强性能。由于扁桃酸具备与Sb(III)、Sb(V)螯合的性质，当扁桃酸与Sb(III)、Sb(V)混合后，能够形成配位化合物，通过检测配位化合物的表面增强拉曼信号，可实现Sb(III)、Sb(V)间接检测。(1)根据本专利技术的一个具体实施方式，一种锑测方法，其包括如下步骤：Au纳米颗粒合成：将2mL 2％的HAuCl4溶液加入46mL去离子水中，在机械搅拌的条件下加热上述溶液，当温度升至100℃时，向上述溶液内加入0.7mL含35mg无水柠檬酸钠的水溶液，反应20min停止加热，将产物继续搅拌冷却至室温，得到Au纳米颗粒。(2)扁桃酸表面增强拉曼信号的检测：配制浓度为10-3mol/L的扁桃酸溶液，将10μL扁桃酸溶液与步骤(1)制备的10μL Au溶胶混合，使用拉曼光谱仪进行信号采集，得到扁桃酸的SERS谱图。(3)Sb(III)的检测：将2mLSb(III)溶液与2mL 10-3mol/L的扁桃酸溶液混合10min，将10μL混合溶液与步骤(1)制备的10μL Au溶胶混合，使用拉曼光谱仪进行信号采集，得到扁桃酸与Sb(III)配位化合物的SERS谱图。(4)Sb(V)的检测：将2mLSb(V)溶液与2mL 10-3mol/L的扁桃酸溶液混合10min，将10μL混合溶液与步骤(1)制备的10μL Au溶胶混合，使用拉曼光谱仪进行信号采集，得到扁桃酸与Sb(V)配位化合物的SERS谱图。附图说明通过图例说明本专利技术的主要特征。附图1为本专利技术制备的Au纳米颗粒透射电镜照片，Au的粒径为20nm。附图2为扁桃酸的结构式，扁桃酸可以通过羟基于羧基与Sb(III)、Sb(V)形成配位化合物。附图3为本专利技术基底Au对扁桃酸检测的拉曼谱图，检测结果说明扁桃酸分子本身具备较弱的拉曼信号响应。附图4为本专利技术基底Au对扁桃酸与Sb(III)/Sb(V)配位化合物检测的拉曼谱图，可看到当Sb(III)或Sb(V)存在时，与扁桃酸分子相比，拉曼信号出现明显变化，说明本方法可用于Sb(III)/Sb(V)的间接检测。专利技术实施例下面进一步通过实施例来阐述本专利技术。实施例1 Au颗粒的制备：将2mL 2％的HAuCl4溶液加入46mL去离子水中，在机械搅拌的条件下加热上述溶液，当温度升至100℃时，向上述溶液内加入2mL含35mg无水柠檬酸钠的水溶液。反应20min，停止加热，将产物继续搅拌冷却至室温，得到Au纳米颗粒。配制浓度为10-3mol/L的扁桃酸溶液，将10μL扁桃酸溶液与10μL Au溶胶混合，使用拉曼光谱仪进行信号采集，得到扁桃酸的SERS谱图。将2mLSb(III)溶液与2mL 10-3mol/L的扁桃酸溶液混合10min，将10μL混合溶液与10μL Au溶胶混合，置于硅片上，使用ENWAVE便携式拉曼光谱仪进行信号采集，仪器型号为EZRaman-I Series，产地美国，激光波长785nm，扫描时间5s，得到扁桃酸与Sb(III)配位化合物的SERS谱图。实施例2 Au颗粒的制备方法同实施例1。将2mLSb(V)溶液与2mL 10-3mol/L的扁桃酸溶液混合10min，将10μL混合溶液与10μL Au溶胶混合，使用拉曼光谱仪进行信号采集，得到扁桃酸与Sb(V)配位化合物的SERS谱图。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锑检测方法，其内容如下：(1)Au纳米颗粒合成：将2mL 2％的HAuCl4溶液加入46mL去离子水中，在机械搅拌的条件下加热上述溶液，当温度升至100℃时，向上述溶液内加入0.7mL含35mg无水柠檬酸钠的水溶液，反应20min停止加热，将产物继续搅拌冷却至室温，得到Au纳米颗粒；(2)扁桃酸表面增强拉曼信号的检测：配制浓度为10‑3mol/L的扁桃酸溶液，将10μL扁桃酸溶液与步骤(1)制备的10μL Au溶胶混合，使用拉曼光谱仪进行信号采集，得到扁桃酸的SERS谱图；(3)Sb(III)的检测：将2mLSb(III)溶液与2mL 10‑3mol/L的扁桃酸溶液混合10min，将10μL混合溶液与步骤(1)制备的10μL Au溶胶混合，使用拉曼光谱仪进行信号采集，得到扁桃酸与Sb(III)配位化合物的SERS谱图；(4)Sb(V)的检测：将2mLSb(V)溶液与2mL 10‑3mol/L的扁桃酸溶液混合10min，将10μL混合溶液与步骤(1)制备的10μL Au溶胶混合，使用拉曼光谱仪进行信号采集，得到扁桃酸与Sb(V)配位化合物的SERS谱图。
【技术特征摘要】
1.一种锑检测方法，其内容如下：(1)Au纳米颗粒合成：将2mL 2％的HAuCl4溶液加入46mL去离子水中，在机械搅拌的条件下加热上述溶液，当温度升至100℃时，向上述溶液内加入0.7mL含35mg无水柠檬酸钠的水溶液，反应20min停止加热，将产物继续搅拌冷却至室温，得到Au纳米颗粒；(2)扁桃酸表面增强拉曼信号的检测：配制浓度为10-3mol/L的扁桃酸溶液，将10μL扁桃酸溶液与步骤(1)制备的10μL Au溶胶混合，使用拉曼光谱仪进行信号采集，得到扁桃酸的SERS谱图；(3)Sb(III)的检测：将2mLSb(III)溶液与2mL 10-3mol/L的扁桃酸溶...
【专利技术属性】
技术研发人员：景传勇，杜晶晶，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
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