检测汞离子的方法技术

本发明专利技术公开了一种检测汞离子的方法，涉及化学测试分析领域。该检测汞离子的方法包括以下步骤：汞离子与聚乙烯亚胺‑金纳米粒子作用后表现出溶液颜色和紫外吸收光谱的特征变化，根据溶液颜色的差别或紫外吸收光谱的变化与汞离子浓度之间的正比关系对汞离子进行检测。该检测方法过程简便、快捷，选择性好，便于Hg

【技术实现步骤摘要】
检测汞离子的方法
本专利技术涉及化学测试分析领域，具体而言，涉及一种检测汞离子的方法。
技术介绍
汞是一种具有很大毒性的重金属，它可以通过食物链或者环境进入到人身体，对人的身体造成极其严重的危害。而二价汞离子(Hg2+)又是汞最常见的存在方式。因而，对Hg2+的监测和快速检测对环境、食品安全以及人类健康都有重要意义。目前常用的汞检测方法包括X射线荧光光谱法，电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)和原子吸收光谱法等。然而，现有上述方法存在诸如耗时、费力、设备昂贵及复杂的样品预处理等缺陷。纳米材料过氧化物酶样活性的比色法检测为汞离子检测提供了一个新途径，如公开的专利CN108037090A，其不需要昂贵的设备，检测时间也较快。但是该方法的检测除了探针纳米粒子之外，还需调节pH，加入3，3'，5，5'-四甲基联苯胺溶液和双氧水溶液。这些都为汞离子的快速现场检测带来了障碍。另外，在检测过程中使用的双氧水为一种强氧化剂。根据2017年10月27日世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，双氧水(过氧化氢)在3类致癌物清单中。所以该方法在检测汞离子的同时，也给环境及操作人员带来了潜在的危害。因此，开发一种适用于现场检测的简单、快速的检测汞离子的方法迫在眉睫。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种检测汞离子的方法，该方法中金纳米粒子由于表面聚乙烯亚胺的保护，在溶液中具有很好的分散性，不需要加入其它试剂即可进行汞离子检测；又因汞离子的原子核较大，与金纳米粒子的结合强于其它金属离子，所以其它常见金属离子不会干扰汞离子的测定。因此该检测方法过程简便、快捷，选择性好，便于Hg2+的快速检测。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：本专利技术提供了一种检测汞离子的方法，包括以下步骤：汞离子与聚乙烯亚胺-金纳米粒子作用后表现出溶液颜色和紫外吸收光谱的特征变化，根据溶液颜色的差别或紫外吸收光谱的变化与汞离子浓度之间的正比关系对汞离子进行检测。进一步，在本专利技术提供的技术方案的基础上，根据溶液颜色的变化与汞离子浓度之间的正比关系对汞离子进行检测包括以下步骤：在聚乙烯亚胺-金纳米粒子溶液中加入不同浓度的汞离子溶液，作用后溶液产生颜色上的差别；当检测样品中汞离子的浓度时，对照溶液颜色的差别判定汞离子的浓度范围。进一步，在本专利技术提供的技术方案的基础上，根据紫外吸收光谱的变化与汞离子浓度之间的正比关系对汞离子进行检测包括以下步骤：在聚乙烯亚胺-金纳米粒子溶液中加入不同浓度的汞离子溶液，作用后溶液的紫外吸收光谱发生变化，得到吸光度A528nm/A725nm的比值与汞离子浓度的线性关系；当检测样品中汞离子的浓度时，对照该线性关系判定汞离子的浓度。进一步，在本专利技术提供的技术方案的基础上，汞离子浓度在0～500nmol/L范围内，吸光度A528nm/A725nm的比值与汞离子浓度呈线性关系，检测限为14～16nmol/L。进一步，在本专利技术提供的技术方案的基础上，聚乙烯亚胺-金纳米粒子溶液和汞离子溶液的体积比为(2.5～7.5):1。进一步，在本专利技术提供的技术方案的基础上，聚乙烯亚胺-金纳米粒子粒径为4～15nm。进一步，在本专利技术提供的技术方案的基础上，汞离子与聚乙烯亚胺-金纳米粒子作用的条件包括：温度为20～70℃，时间为5～15min。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术提供的检测汞离子的方法，该方法利用汞离子与聚乙烯亚胺-金纳米粒子作用，导致金纳米粒子的聚集而表现出溶液颜色和紫外吸收光谱的特征变化，根据溶液颜色的差别和紫外吸收光谱的变化与汞离子浓度之间的正比关系对汞离子进行检测。该方法中由于表面聚乙烯亚胺的保护，聚乙烯亚胺-金纳米粒子在溶液中具有很好的分散性，不需要加入其它试剂即可对汞离子进行检测；又因汞离子的原子核较大，与金纳米粒子的结合强于其它金属离子，所以其它常见金属离子不会干扰汞离子的测定。因此该检测方法过程简便、快捷，选择性好，便于Hg2+的快速检测。(2)本专利技术提供的聚乙烯亚胺-金纳米粒子检测汞离子的方法，所用聚乙烯亚胺-金纳米粒子检测溶液安全无毒，对检测操作人员无危害，对检测环境无污染。附图说明图1为本专利技术实施例三加入汞离子前(左侧)和后(右侧)的PEI-Au纳米粒子的透射电镜图片；图2为本专利技术实施例二加入不同浓度汞离子后，PEI-Au纳米粒子紫外可见吸收光谱的变化图，以及A528nm/A725nm比值与汞离子浓度之间的折线图，其中a为PEI-Au纳米粒子紫外可见吸收光谱的变化图，b为A528nm/A725nm比值与汞离子浓度之间的折线图；图3为本专利技术实施例四PEI-Au纳米粒子检测Hg2+的选择性实验结果图，其中a为溶液颜色变化图，b为不同种类金属离子的紫外可见吸收光谱图，c为A528nm/A725nm比值对不同种类金属离子的柱状图。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。本专利技术提供了一种检测汞离子的方法，包括以下步骤：汞离子与聚乙烯亚胺-金纳米粒子作用后表现出溶液颜色和紫外吸收光谱的特征变化，根据溶液颜色的差别或紫外吸收光谱的变化与汞离子浓度之间的正比关系对汞离子进行检测。聚乙烯亚胺-金纳米粒子(PEI-Au)指聚乙烯亚胺包裹金纳米粒子形成的复合纳米粒子。聚乙烯亚胺有很好的亲水性，在水相中以大分子形式存在，可以吸附金属离子。PEI-Au由于表面聚乙烯亚胺的保护，在溶液中具有很好的分散性，可以与待检测的汞离子充分接触，缩短检测时间。汞离子能够和PEI-Au纳米粒子作用，从而使金纳米粒子聚集，表现出溶液颜色变化，紫外可见吸收光谱也随之发生变化。分散状态的金纳米粒子(例如分散在水中)，粒子之间的间距大于平均粒径时溶液的颜色呈酒红色，而当金纳米粒子发生聚集时，粒子间距小于平均粒径时，颜色由酒红色向黑色转变，间距越小越趋于黑色。这是由于金纳米粒子表面等离子体共振现象引起的，即金纳米粒子间距变小，等离子体共振吸收红移，颜色由酒红色向黑色转变。该检测汞离子的方法中，由于表面聚乙烯亚胺的保护，聚乙烯亚胺-金纳米粒子在溶液中具有很好的分散性，不需要加入其它试剂即可对汞离子进行检测；又因汞离子的原子核较大，与金纳米粒子的结合强于其它金属离子，所以其它常见金属离子不会干扰汞离子的测定。因此该检测方法过程简便、快捷，选择性好，便于Hg2+的快速检测。在一种优选地实施方式中，根据溶液颜色的变化与汞离子浓度之间的正比关系对汞离子进行检测包括以下步骤：在聚乙烯亚胺-金纳米粒子溶液中加入不同浓度的汞离子溶液，作用后溶液产生颜色上的差别；当检测样品中汞离子的浓度时，对照颜色的差别判定汞离子的浓度范围。聚乙烯亚胺-金纳米粒子溶液中加入浓度逐渐加大的汞离子溶液时，溶液的颜色逐渐由酒红色变为深红色，至黑色。通过直接目视观察溶液颜色的变化，对照溶液颜色的差别判定汞离子的浓度范围的方法简便，快捷。在一种优选地实施方式中，根据紫外吸收光谱的变化与汞离子浓度之间的正比关系对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测汞离子的方法，其特征在于，包括以下步骤：汞离子与聚乙烯亚胺‑金纳米粒子作用后表现出溶液颜色和紫外吸收光谱的特征变化，根据溶液颜色的差别或紫外吸收光谱的变化与汞离子浓度之间的正比关系对汞离子进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种检测汞离子的方法，其特征在于，包括以下步骤：汞离子与聚乙烯亚胺-金纳米粒子作用后表现出溶液颜色和紫外吸收光谱的特征变化，根据溶液颜色的差别或紫外吸收光谱的变化与汞离子浓度之间的正比关系对汞离子进行检测。2.按照权利要求1所述的检测汞离子的方法，其特征在于，根据溶液颜色的变化与汞离子浓度之间的正比关系对汞离子进行检测包括以下步骤：在聚乙烯亚胺-金纳米粒子溶液中加入不同浓度的汞离子溶液，作用后溶液产生颜色上的差别；当检测样品中汞离子的浓度时，对照溶液颜色的差别判定汞离子的浓度范围。3.按照权利要求1所述的检测汞离子的方法，其特征在于，根据紫外吸收光谱的变化与汞离子浓度之间的正比关系对汞离子进行检测包括以下步骤：在聚乙烯亚胺-金纳米粒子溶液中加入不同浓度的汞离子溶液，作用后溶液的紫外吸收光谱发生变化，得到吸光度A528nm/A725nm的比值与汞离子浓度的线性关系；当检测样品中汞离子的浓度时，对照该线性关系判定汞离子的浓度。4.按照权利要求3所述的检测汞离子的方法，其特征在于，所述汞离子溶液的浓度为0～500nmol/L，检测限为14～16nmol/L。5.按照权利要求2或3所述的检测汞离子的方法，其特征在于，所述聚乙烯亚胺-金纳米粒子溶液和所述汞离子溶液的体积比为(2.5～7.5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜翠凤，张聪，孙瑜，朱洵，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32