一种利用超长光纤流通池-分光光度酚红法检测低浓度游离溴的方法及其应用技术

本发明专利技术属于游离溴浓度测定技术领域，具体涉及一种利用超长光纤流通池

【技术实现步骤摘要】
一种利用超长光纤流通池
‑
分光光度酚红法检测低浓度游离溴的方法及其应用


[0001]本专利技术属于游离溴浓度测定
，具体涉及一种利用超长光纤流通池
‑
分光光度酚红法检测低浓度游离溴的方法及其应用。

技术介绍

[0002]由于溴离子在天然水体中无处不在，常用的消毒剂自由氯(HOCl和OCl
‑
)会与溴离子反应生成游离溴(也称自由溴)。游离溴与酚类、胺类等有机污染物的反应速率比自由氯高1000倍，因此被认为是水环境中的重要氧化物之一。在含盐废水和近海水体中，游离溴对污染物的迁移转化扮演着重要的作用。
[0003]目前有关游离溴浓度测定的方法研究得较少，已报道的游离溴浓度测定方法主要有两种：(1)利用紫外分光光度计直接测定HOBr或者OBr
‑
的吸光度；(2)先加入苯酚红与游离溴反应生成溴酚蓝，再利用紫外分光光度计测定溴酚蓝的吸光度。但这两种方法的检出限均较高，其中方法(1)的检测下限为50mg/L，方法(2)的检测下限为0.2mg/L，远高于实际反应中生成的游离溴浓度，导致低估了游离溴对污染物的降解贡献。因此，开发一种简单、低检测限的检测游离溴并进行反应动力学分析的方法十分必要。
[0004]超长光纤流通池(LWCC)是一种光纤流通池，由熔融石英管外面包被一层低反射指数的多聚物组成，液体样本引导进入毛细管并代表波导核心，熔融石英毛细管内壁的亲水特征导致信号稳定性高；DH
‑
2000卤素灯可提供稳定、足够强度的连续光谱；USB
‑
4000光谱仪探测范围广(200
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1100nm)、灵敏度高、信噪比高，将光信号转换为电信号，对待测溶液在光谱的UV，VIS和NIR部分中进行超灵敏的吸光度测量。测量时，将光路融合在小体积样品(3
‑
5mL)中，光源发射的光会透过液体后端进入光纤连接光谱仪中，根据Lambert
‑
Beer定律，液体的光吸收信号与化学物质的浓度和光程有关，由此可计算样品的吸收谱线。LWCC具有样品消耗量低、操作简单、信号稳定，灵敏度高等优点，目前已应用于研究环境中微量物质的定量检测等，但尚未有利用超长光纤流通池定量检测游离溴并进行反应动力学分析的报道。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提出了一种利用超长光纤流通池
‑
分光光度酚红法检测低浓度游离溴的方法，该检测方法大大降低了游离溴浓度的检出下限，检测结果准确，检测范围广，还可以用于测量有机污染物与游离溴的二级反应速率常数等，对水环境中氧化物种的研究有重要价值。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]本专利技术提供了一种利用超长光纤流通池
‑
分光光度酚红法检测低浓度游离溴的方法，具体为：将待测溶液加入超长光纤流通池中，利用缓冲溶液将待测溶液的pH调至4.6
‑
4.7，然后往检测体系中加入终浓度为1.92
‑
2.30mg/L的苯酚红，使检测体系中的游离溴与
苯酚红反应生成溴酚蓝，设定超长光纤流通池的最大吸收波长为592nm，环境温度为20
‑
25℃，测定检测体系中的溴酚蓝在592nm处的吸光度，最后按照根据Lambert
‑
Beer定律确定的游离溴浓度与吸光度的线性关系计算出游离溴的浓度；所述方法可检测的游离溴浓度至少可低至0.98μM。
[0008]优选地，所述超长光纤流通池包括长度为1米的LWCC
‑
4100超长光纤流通池(作为比色管)、由USB
‑
4000光谱仪和DH
‑
2000卤素灯组合成的紫外可见光检测系统、蠕动泵、电脑。利用蠕动泵将待测样品通入LWCC
‑
4100超长光纤流通池中，由DH
‑
2000卤素灯发射的光束通过LWCC
‑
4100超长光纤流通池到达USB
‑
4000光谱仪，将光谱仪连接电脑从而得到样品中溴酚蓝的吸光度。
[0009]根据Lambert
‑
Beer定律，物质的吸光度信号与检测的化合物浓度、光程长度和该化合物特定的摩尔吸收系数成正比，因此与传统的1cm光程的比色皿相比，使用100cm光程的LWCC
‑
4100吸光度信号可以提高约100倍。同时，LWCC还具有超低的样品消耗(0.1
‑
3mL)、操作简单、信号稳定，灵敏度高等优点。本专利技术以苯酚红为自由溴的捕获剂(具体见式4)，与游离溴反应生成溴酚蓝，由于溴酚蓝在592nm处有最大吸收，592nm的最大摩尔吸光系数为67400M
‑1cm
‑1，利用超长光纤流通池测定溴酚蓝在592nm处的吸光度A，根据Lambert
‑
Beer定律，便能计算得到游离溴的浓度。
[0010]C
19
H
14
O5S+Br2→
C
19
H
10
O5SBr4+H++Br
‑
ꢀꢀ
(4)。
[0011]优选地，所述游离溴包括但不限于次溴酸、次溴酸根离子。
[0012]优选地，所述缓冲溶液包括但不限于乙酸
‑
乙酸钠缓冲溶液。
[0013]优选地，游离溴浓度与吸光度的线性关系为：y＝7.0467x+0.066(x为游离溴浓度，y为吸光度)。
[0014]进一步地，所述苯酚红为三苯甲烷型的有机化合物，所述乙酸
‑
乙酸钠为乙酸和乙酸钠一定比例混合的缓冲溶液。
[0015]进一步地，游离溴浓度与吸光度的线性关系的确定方法为：分别配置含有0、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5mg/L游离溴的溶液加入超长光纤流通池中，利用缓冲溶液将游离溴溶液的pH调至4.6
‑
4.7，然后往检测体系中加入终浓度为1.92mg/L的苯酚红，使检测体系中的游离溴与苯酚红反应生成溴酚蓝，设定超长光纤流通池的最大吸收波长为592nm，环境温度为25℃，测定各检测体系中的溴酚蓝在592nm处的吸光度，以游离溴的浓度为横坐标，吸光度为纵坐标作图，即得游离溴浓度与吸光度的线性关系。
[0016]本专利技术还提供了上述的利用超长光纤流通池
‑
分光光度酚红法检测低浓度游离溴的方法的应用，所述应用的范围包括但不限于检测游离溴的自衰减速率、检测游离溴在紫外光下的光解速率、测量有机污染物与游离溴的二级反应速率常数。
[0017]本专利技术还提供了一种利用超长光纤流通池
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分光光度酚红法检测游离溴的自衰减速率的方法，其特征在于，采用上述检测低浓度游离溴的方法测定游离溴溶液在放置不同时间后的吸光度A，其中，放置时间为0的记为A0，其他放置时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用超长光纤流通池
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分光光度酚红法检测低浓度游离溴的方法，其特征在于，将待测溶液加入超长光纤流通池中，利用缓冲溶液将待测溶液的pH调至4.6
‑
4.7，然后往检测体系中加入终浓度为1.92
‑
2.30mg/L的苯酚红，使检测体系中的游离溴与苯酚红反应生成溴酚蓝，设定超长光纤流通池的最大吸收波长为592nm，环境温度为20
‑
25℃，测定检测体系中的溴酚蓝在592nm处的吸光度，最后按照根据Lambert
‑
Beer定律确定的游离溴浓度与吸光度的线性关系计算出游离溴的浓度；所述方法可检测的游离溴浓度至少可低至0.98μM。2.根据权利要求1所述的一种利用超长光纤流通池
‑
分光光度酚红法检测低浓度游离溴的方法，其特征在于，所述游离溴包括但不限于次溴酸、次溴酸根离子。3.根据权利要求1所述的一种利用超长光纤流通池
‑
分光光度酚红法检测低浓度游离溴的方法，其特征在于，所述缓冲溶液包括但不限于乙酸
‑
乙酸钠缓冲溶液。4.根据权利要求1所述的一种利用超长光纤流通池
‑
分光光度酚红法检测低浓度游离溴的方法，其特征在于，游离溴浓度与吸光度的线性关系为：y＝7.0467x+0.066。5.根据权利要求4所述的一种利用超长光纤流通池
‑
分光光度酚红法检测低浓度游离溴的方法，其特征在于，游离溴浓度与吸光度的线性关系的确定方法为：分别配置含有0、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5mg/L游离溴的溶液加入超长光纤流通池中，利用缓冲溶液将游离溴溶液的pH调至4.6
‑
4.7，然后往检测体系中加入终浓度为1.92mg/L的苯酚红，使检测体系中的游离溴与苯酚红反应生成溴酚蓝，设定超长光纤流通池的最大吸收波长为592nm，环境温度为25℃，测定各检测体系中的溴酚蓝在592nm处的吸光度，以游离溴的浓度为横坐标，吸光度为纵坐标作图，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨欣，赵钰洁，程双双，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：