一种测量溶液中EZ宽度的方法技术

本发明专利技术提供了一种测量溶液中EZ宽度的方法，包括：标准曲线试剂配制；Nafion离子交换膜清洗；标准曲线绘制；待测样品溶液制备；待测样品溶液中EZ宽度测量。本发明专利技术无需使用特定的光学指示物，只需待测物质对紫外

【技术实现步骤摘要】
一种测量溶液中EZ宽度的方法


[0001]本专利技术涉及EZ测量
，具体而言，涉及一种测量溶液中EZ宽度的方法。

技术介绍

[0002]近二十年的研究发现，由于亲水固体表面的长程界面作用影响，溶液中的悬浮颗粒、染料、细菌、病毒等污染物会受到排斥而远离亲水表面（即exclusion zone现象，简称EZ现象），所形成的带状区域即为排斥区（EZ）。而且，研究表明，EZ形成过程中对颗粒/溶质的排斥作用是均匀一致的。为了观测EZ的形成过程，已有研究通常以悬浮颗粒物或者染料等显微镜下可见物质作为指示物，利用显微镜直接观察悬浮颗粒物或染料的排斥迁移过程，通过测量无杂质的纯水区域（即界面水膜EZ宽度）大小，对EZ 现象进行定性和定量的研究。然而，这种显微镜直接观察法主要存在以下两个问题：（1）无法精确测量界面水膜EZ宽度；（2）无法观测显微镜下不可见物质的排斥行为。
[0003]因此，有待开发一种更直观的测量溶液中EZ宽度的方法，以促进对EZ的理解和相关研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种测量溶液中宽度尺寸的方法，以解决现有技术中无法精确测量溶液中的EZ宽度的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种测量溶液中EZ宽度的方法，所述方法具体包括以下步骤：（1）标准曲线试剂配制将碳黑、甲基橙、单宁酸和没食子酸分别配制成 0，2，4，6，8，10mg/L浓度梯度的标准溶液，溶剂为去离子水；（2）Nafion离子交换膜清洗选用商业化的Nafion离子交换膜，所述Nafion离子交换膜为杜邦公司生产的Nafion
‑
117薄膜，其厚度为190μm，其水接触角为24.3
±3°
，其交换容量为0.9 meq/cm3，将透明的Nafion膜依次使用3%H2O2溶液、1mol/L H2SO4溶液、去离子水（电阻率: 18.25 MΩ
·
cm）各清洗1h，以去除Nafion膜表面的有机污染物与无机污染物；（3）标准曲线绘制移取0.7 mL标准溶液到石英比色皿中，随后在 200
‑
800nm范围内以水为参比进行吸光度测定，基于朗伯
‑
比尔定律，建立物质浓度与吸光度关系之间的比例关系模型，得到吸光度
‑
浓度标准曲线；（4）待测样品溶液制备分别配置浓度为5 mg/L的碳黑溶液、3 mg/L的甲基橙、5 mg/L的单宁酸溶液和5 mg/L的没食子酸溶液，溶剂为去离子水；
（5）待测样品溶液中EZ宽度测量移取0.7 mL待测样品溶液到石英比色皿中，然后将清洗后的Nafion膜紧贴于石英比色皿磨毛玻璃两侧处内槽侧壁，随后在200
‑
800nm范围内以水为参比进行吸光度测定，每10s记录一次，将5min时测得的吸光度代入步骤（3）获得的标准曲线中，求得待测样品溶液EZ形成过程中不断浓缩的体相溶液浓度，然后进一步计算得到EZ宽度，EZ宽度计算公式如下：C
0 V
0 = C
i V
i
L = L0×ꢀ
(1
ꢀ‑ꢀ
C0/C
i
)
ꢀ×
1000式中：L为EZ宽度，μm；L0为EZ未形成时的待测样品溶液的初始宽度，mm；C0为待测样品溶液初始浓度，mg/L；C
i
为EZ形成过程中不断浓缩的体相溶液浓度，mg/L；V0为EZ未形成时的待测样品溶液初始体积，μL；V
i 为EZ形成过程中不断浓缩的体相溶液体积，μL。
[0006]上述一种测量方法在测量溶液中EZ宽度中的应用。
[0007]本专利技术的基本工作原理如下： EZ形成时，原本处于EZ内的颗粒/溶质受到排斥作用影响，不断远离亲水表面而向体相溶液运动，因此，在溶液中产生了两个区域：即纯水区域（即界面水膜EZ）和浓缩的体相溶液区域（图2）。随着颗粒/溶质不断地从EZ向体相溶液区域移动，体相溶液中的颗粒/溶质浓度随着EZ宽度的增长而不断升高。同时，EZ形成过程中对颗粒/溶质的排斥作用是均匀一致的。因此，界面水膜EZ的宽度大小可以通过体相溶液中的颗粒/溶质浓度反映出来。
[0008]本专利技术的显著优点在于：（1）不同于显微镜直接观测法，本专利技术无需使用特定的光学指示物，只需待测物质对紫外
‑
可见光范围波长的光具有吸收作用即可，因此，可用于测定饱和有机化合物、不饱和脂肪族化合物、芳香族化合物、无机配合物等多种物质的排斥行为及其EZ宽度；（2）较现有方法，本专利技术的操作过程简单，灵敏度高，测量精度高，可为表界面行为的分析和检测提供更为精确和简便的方法。
附图说明
[0009]图1为待测EZ样品的示意图。
[0010]图2为通过质量守恒定律计算EZ宽度的原理解释图。
[0011]图3为吸光度
‑
浓度标准曲线。3a，碳黑溶液；3b，甲基橙溶液；3c，单宁酸溶液；3d，没食子酸溶液。
[0012]图4为EZ宽度随时间的变化情况。4a，5 mg/L碳黑溶液；4b，3 mg/L甲基橙溶液；4c，5 mg/L单宁酸溶液；4d，5 mg/L没食子酸溶液。
[0013]图5为验证紫外
‑
可见分光光度法可行性的显微镜观察法示意图。
[0014]图6为使用紫外
‑
可见分光光度法和显微镜观察法对5 mg/L碳黑悬浊液（a
‑
c）与5 mg/L甲基橙溶液（d
‑
f）产生的EZ宽度进行测定的结果图。
具体实施方式
[0015]为了使本专利技术所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本专利技术所述的技术方案做进一步的说明，但是本专利技术不仅限于此。
[0016]实施例11 标准曲线试剂配制将碳黑、甲基橙、单宁酸和没食子酸分别配制成 0，2，4，6，8，10mg/L浓度梯度的标准溶液，溶剂为去离子水。
[0017]2 Nafion离子交换膜清洗选用商业化的Nafion离子交换膜，所述Nafion离子交换膜为杜邦公司生产的Nafion
‑
117薄膜，其厚度为190μm，其水接触角为24.3
±3°
，其交换容量为0.9 meq/cm3，将透明的Nafion膜依次使用3%H2O2溶液、1mol/L H2SO4溶液、去离子水（电阻率: 18.25 MΩ
·
cm）各清洗1h，以去除Nafion膜表面的有机污染物与无机污染物。
[0018]3 标准曲线绘制移取0.7mL标准溶液到石英比色皿中，随后在200
‑
800nm范围内以水为参比进行吸光度测定，基于朗伯
‑
比尔定律，建立物质浓度与吸光度关系之间的比例关系模型，得到吸光度
‑
浓度标准曲线，结果如3所示。
[0019]4 待测样品溶液制备分别配置浓度为5 mg/L 的碳黑溶液、 3 mg/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量溶液中EZ宽度的方法，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：1）标准曲线试剂配制将碳黑、甲基橙、单宁酸和没食子酸分别配制成 0，2，4，6，8，10mg/L浓度梯度的标准溶液，溶剂为去离子水；2）Nafion离子交换膜清洗将透明的Nafion
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117离子交换膜依次使用3%H2O2溶液、1mol/L H2SO4溶液、去离子水各清洗1h ，以去除Nafion膜表面的有机污染物与无机污染物；3）标准曲线绘制移取0.7 mL标准溶液到石英比色皿中，随后在200
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800nm范围内以水为参比进行吸光度测定，基于朗伯
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比尔定律，建立物质浓度与吸光度关系之间的比例关系模型，得到吸光度
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浓度标准曲线；4）待测样品溶液制备分别配置浓度为5 mg/L的碳黑溶液、3 mg/L的甲基橙、5 mg/L的单宁酸溶液和5 mg/L的没食子酸溶液，溶剂为去离子水 ；5）待测样品溶液中EZ宽度测量移取0.7 mL待测样品溶液到石英比色皿中 ，然后将清洗后的N...

【专利技术属性】
技术研发人员：张滢，杨宸，胡钰娟，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：