用于检测二噁英和多氯联苯的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种用于检测二噁英和多氯联苯的检测方法，通过分别制备微纳米银粒子、硫化钼/氧化石墨烯复合材料和具有多孔结构的镁掺杂纳米氧化锌，并将其逐层叠加于硅衬底表面形成具有自清洁功能的复合基底，再基于所述复合基底，采用表面增强拉曼光谱技术对二噁英和多氯联苯进行准确、灵敏的检测。通过上述方式，本发明专利技术能够利用基底上各层材料间的协同作用，不仅能够在有效提高拉曼信号的强度的同时，使待测的二噁英和多氯联苯富集于基底上，提高检测的准确度和灵敏度；还能够在检测后对二噁英和多氯联苯进行光降解，实现基底的自清洁，避免频繁更换基底，降低检测成本；且检测过程操作简单、耗时少、成本低，具有较高的应用价值。

Test methods for dioxins and PCBs

【技术实现步骤摘要】
用于检测二噁英和多氯联苯的检测方法
本专利技术涉及环境污染检测
，特别是涉及一种用于检测二噁英和多氯联苯的检测方法。
技术介绍
二噁英通常指具有相似结构和理化特性的一组多氯取代的平面芳烃类化合物，属氯代含氧三环芳烃类化合物，其化学性质稳定、毒性大。多氯联苯是以联苯为原料，在金属催化剂的作用下高温氯化生成的氯代芳烃，其理化性质与二噁英相似，在环境中广泛存在，有时被称为“二噁英类似物”。二噁英和多氯联苯均具有较大毒性，且难以自然降解，能够在水体中长时间滞留而不分解，并在食物链中逐渐富集和传递，具有生物蓄积和生物放大作用，对环境和人体健康均构成较大威胁。因此，开展对二噁英和多氯联苯的检测对环境保护和人体健康具有重要意义。由于二噁英和多氯联苯具有超痕量、高毒性的特点，需要高灵敏度的检测设备才能分析出结果。目前，对二噁英和多氯联苯的检测主要采用高分辨气相色谱与高分辨质谱联用法，该方法虽然结果准确，但需要进行非常复杂、耗时的样品前处理过程，对实验环境要求较高，不适合现场快速检测；且该方法使用的仪器设备昂贵，检测费用较高，难以大规模推广，导致应用受限。表面增强拉曼光谱技术作为一种操作简便、信息量大、灵敏度高的痕量检测工具，已广泛应用于化学分析、环境监测、生物医学诊断等领域，其在二噁英和多氯联苯检测领域的应用也逐渐受到研究人员的重视。公开号为CN110501323A的专利提供了一种基于增强拉曼光谱技术的二噁英类污染物快速检测方法，该方法利用便携式拉曼光谱仪，辅以拉曼信息比对法实现了对二噁英类污染物的现场快速检测，并且在增强粒子和团聚剂作用下优化拉曼条件，提升了检测限。但该方法仅以单一的金纳米粒子作为增强基底，其难以充分捕获具有强疏水性的二噁英和多氯联苯，导致获得的检测信号较弱，影响了检测结果的准确性和灵敏性；同时，该方法选择的团聚剂NaCl对二噁英和多氯联苯的吸附作用有限，难以达到优异的团聚效果，导致其检测限较高，难以对超痕量的二噁英和多氯联苯进行灵敏检测，在实际检测中应用受限；此外，该方法在检测后难以对基底上附着的二噁英类污染物进行有效去除，而污染物的逐渐累积将影响检测结果，需要频繁更换基底来保障检测的准确性，检测成本相对较高。有鉴于此，当前仍有必要对用于检测二噁英和多氯联苯的检测方法进行研究，以提高基底对二噁英和多氯联苯的富集效果与降解作用，实现对痕量二噁英和多氯联苯的准确、灵敏检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，提供用于检测二噁英和多氯联苯的检测方法，通过分别制备微纳米银粒子、硫化钼/氧化石墨烯复合材料和具有多孔结构的镁掺杂纳米氧化锌，并将其逐层叠加于硅衬底表面形成具有自清洁功能的复合基底，从而利用各层材料间的协同作用，在有效提高拉曼信号的强度的同时，使待测的二噁英和多氯联苯富集于基底上，提高检测的准确度和灵敏度；并在检测后对二噁英和多氯联苯进行光降解，实现基底的自清洁，降低检测成本。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于检测二噁英和多氯联苯的检测方法，包括如下步骤：S1、将硝酸银和聚乙烯吡咯烷酮混合后溶于去离子水中，在冰水浴中充分搅拌后，再加入预定量的抗坏血酸，充分搅拌后在室温下反应15~20min，对产物进行离心、洗涤，得到微纳米银粒子；将所述微纳米银粒子分散于超纯水中，得到悬浮液A；S2、将钼酸钠和氧化石墨烯混合后充分分散于去离子水中，再加入预定量的硫脲，充分搅拌后置于180~200℃下加热45~50h，待反应液冷却至室温后，对反应液进行离心、洗涤，得到硫化钼/氧化石墨烯复合材料；将所述硫化钼/氧化石墨烯复合材料分散于超纯水中，得到悬浮液B；S3、将次氯酸钠溶液加入尿素溶液中，充分搅拌后加入硝酸镁和硝酸锌的混合溶液，在室温下反应30~40min后，经离心、洗涤，得到锌前驱体；将所述锌前驱体加入抗坏血酸钠溶液中，在室温下反应40~50min后，经离心、洗涤，得到具有多孔结构的镁掺杂纳米氧化锌；将所述镁掺杂纳米氧化锌分散于超纯水中，得到悬浮液C；S4、将浓硫酸和30%的过氧化氢溶液按质量比7:3混合，配制成刻蚀液；将清洁的硅衬底置于所述刻蚀液中，在80~90℃下浸泡1h，得到羟基化的硅衬底；将所述羟基化的硅衬底置于3-巯丙基三甲氧基硅烷溶液中浸泡1h后，再用乙醇冲洗，得到硅烷改性的硅衬底；S5、将步骤S4得到的所述硅烷改性的硅衬底置于步骤S1得到的所述悬浮液A中，浸泡10~12h后取出，在空气中自然干燥，在硅衬底表面形成含银薄膜；将步骤S2得到的所述悬浮液B旋涂于所述含银薄膜表面，待自然干燥后形成复合薄膜；再将步骤S3得到的所述悬浮液C旋涂于所述复合薄膜表面，待自然干燥后得到自清洁复合基底；S6、以步骤S5得到的所述自清洁复合基底作为表面增强拉曼基底材料，采用拉曼光谱仪对待测样品中的二噁英和多氯联苯进行检测，并在检测完成后使用紫外光对所述自清洁复合基底进行照射。进一步地，所述悬浮液A中所述微纳米银粒子的浓度为30~50mg/mL；所述悬浮液B中所述硫化钼/氧化石墨烯复合材料的浓度为4~10mg/mL；所述悬浮液C中所述镁掺杂纳米氧化锌的浓度为20~40mg/mL。进一步地，在步骤S1中，所述硝酸银、聚乙烯吡咯烷酮和抗坏血酸的质量比为5:200:3。进一步地，在步骤S1中，所述微纳米银粒子的平均粒径为1.0~1.2μm。进一步地，在步骤S2中，所述钼酸钠、氧化石墨烯和硫脲的质量比为8:1:10。进一步地，在步骤S3中，所述混合溶液中硝酸镁和硝酸锌的摩尔比为1:5。进一步地，在步骤S5中，所述悬浮液B的旋涂速度为1000r/min，旋涂量为20μL；所述悬浮液C的旋涂速度为500r/min，旋涂量为50μL。进一步地，在步骤S6中，所述紫外光由功率为300W的紫外灯发出，光照时间为30min。进一步地，在步骤S6中，所述检测过程包括如下步骤：S61、配制不同浓度的待测物标准溶液和不含待测物质的空白溶液，并将所述不同浓度的待测物标准溶液和空白溶液依次滴在步骤S5得到的所述自清洁复合基底表面，进行拉曼光谱检测；根据得到的拉曼光谱的特征峰绘制特征峰强度与待测物浓度间的标准曲线；S62、将待测样品滴在步骤S5得到的所述自清洁复合基底表面，进行拉曼光谱检测，并根据步骤S61得到的所述标准曲线对待测样品中待测物质的浓度进行计算。更进一步地，在步骤S61中，所述不同浓度的待测物标准溶液包括浓度范围为1~1000pg/mL的2,3,7,8-四氯代二苯并对二噁英溶液和浓度范围为10~10000pg/mL的3,3’,4,4’-四氯联苯溶液。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术通过分别制备微纳米银粒子、硫化钼/氧化石墨烯复合材料和具有多孔结构的镁掺杂纳米氧化锌，并将其逐层叠加于硅衬底表面形成具有自清洁功能的复合基底，从而利用各层材料间的协同作用，不仅能够在有效提高拉曼信号的强度的同时，使待测的二噁英和多氯联苯富集于基底上，提高检测的准确度和灵敏度；还能够在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测二噁英和多氯联苯的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、将硝酸银和聚乙烯吡咯烷酮混合后溶于去离子水中，在冰水浴中充分搅拌后，再加入预定量的抗坏血酸，充分搅拌后在室温下反应15~20min，对产物进行离心、洗涤，得到微纳米银粒子；将所述微纳米银粒子分散于超纯水中，得到悬浮液A；/nS2、将钼酸钠和氧化石墨烯混合后充分分散于去离子水中，再加入预定量的硫脲，充分搅拌后置于180~200℃下加热45~50h，待反应液冷却至室温后，对反应液进行离心、洗涤，得到硫化钼/氧化石墨烯复合材料；将所述硫化钼/氧化石墨烯复合材料分散于超纯水中，得到悬浮液B；/nS3、将次氯酸钠溶液加入尿素溶液中，充分搅拌后加入硝酸镁和硝酸锌的混合溶液，在室温下反应30~40min后，经离心、洗涤，得到锌前驱体；将所述锌前驱体加入抗坏血酸钠溶液中，在室温下反应40~50min后，经离心、洗涤，得到具有多孔结构的镁掺杂纳米氧化锌；将所述镁掺杂纳米氧化锌分散于超纯水中，得到悬浮液C；/nS4、将浓硫酸和30%的过氧化氢溶液按质量比7:3混合，配制成刻蚀液；将清洁的硅衬底置于所述刻蚀液中，在80~90℃下浸泡1h，得到羟基化的硅衬底；将所述羟基化的硅衬底置于3-巯丙基三甲氧基硅烷溶液中浸泡1h后，再用乙醇冲洗，得到硅烷改性的硅衬底；/nS5、将步骤S4得到的所述硅烷改性的硅衬底置于步骤S1得到的所述悬浮液A中，浸泡10~12h后取出，在空气中自然干燥，在硅衬底表面形成含银薄膜；将步骤S2得到的所述悬浮液B旋涂于所述含银薄膜表面，待自然干燥后形成复合薄膜；再将步骤S3得到的所述悬浮液C旋涂于所述复合薄膜表面，待自然干燥后得到自清洁复合基底；/nS6、以步骤S5得到的所述自清洁复合基底作为表面增强拉曼基底材料，采用拉曼光谱仪对待测样品中的二噁英和多氯联苯进行检测，并在检测完成后使用紫外光对所述自清洁复合基底进行照射。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于检测二噁英和多氯联苯的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将硝酸银和聚乙烯吡咯烷酮混合后溶于去离子水中，在冰水浴中充分搅拌后，再加入预定量的抗坏血酸，充分搅拌后在室温下反应15~20min，对产物进行离心、洗涤，得到微纳米银粒子；将所述微纳米银粒子分散于超纯水中，得到悬浮液A；
S2、将钼酸钠和氧化石墨烯混合后充分分散于去离子水中，再加入预定量的硫脲，充分搅拌后置于180~200℃下加热45~50h，待反应液冷却至室温后，对反应液进行离心、洗涤，得到硫化钼/氧化石墨烯复合材料；将所述硫化钼/氧化石墨烯复合材料分散于超纯水中，得到悬浮液B；
S3、将次氯酸钠溶液加入尿素溶液中，充分搅拌后加入硝酸镁和硝酸锌的混合溶液，在室温下反应30~40min后，经离心、洗涤，得到锌前驱体；将所述锌前驱体加入抗坏血酸钠溶液中，在室温下反应40~50min后，经离心、洗涤，得到具有多孔结构的镁掺杂纳米氧化锌；将所述镁掺杂纳米氧化锌分散于超纯水中，得到悬浮液C；
S4、将浓硫酸和30%的过氧化氢溶液按质量比7:3混合，配制成刻蚀液；将清洁的硅衬底置于所述刻蚀液中，在80~90℃下浸泡1h，得到羟基化的硅衬底；将所述羟基化的硅衬底置于3-巯丙基三甲氧基硅烷溶液中浸泡1h后，再用乙醇冲洗，得到硅烷改性的硅衬底；
S5、将步骤S4得到的所述硅烷改性的硅衬底置于步骤S1得到的所述悬浮液A中，浸泡10~12h后取出，在空气中自然干燥，在硅衬底表面形成含银薄膜；将步骤S2得到的所述悬浮液B旋涂于所述含银薄膜表面，待自然干燥后形成复合薄膜；再将步骤S3得到的所述悬浮液C旋涂于所述复合薄膜表面，待自然干燥后得到自清洁复合基底；
S6、以步骤S5得到的所述自清洁复合基底作为表面增强拉曼基底材料，采用拉曼光谱仪对待测样品中的二噁英和多氯联苯进行检测，并在检测完成后使用紫外光对所述自清洁复合基底进行照射。


2.根据权利要求1所述的用于检测二噁英和多氯联苯的检测方法，其特征在于：所述悬浮液A中所述微纳米银粒子的浓度为30~50mg/mL；所述悬浮液B中所述硫化钼/氧化石墨烯复合材料的浓度为4~10mg/mL；所述悬浮液C中所述镁掺杂纳米氧化锌的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张维，
申请(专利权)人：张维，
类型：发明
国别省市：山东;37