一种快速检测硫离子的方法技术

本发明专利技术提供了一种快速检测硫离子的方法，利用4‑氨基‑1‑萘磺酸钠(简称ANS)的荧光能够有效地被MnO2纳米材料猝灭的性质，制备ANS/MnO2复合体系，往该体系中加入微量的S2‑时，由于S2‑与MnO2发生氧化还原反应，在溶液中生成了二价锰离子，从而使ANS的荧光强度增强，且荧光增强的强度与S2‑离子的浓度成线性关系，实现对S2‑离子的检测，与现有技术相比，本发明专利技术提供的方法操作简单，能快速实时的对S2‑进行检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学检测领域，具体涉及一种快速检测硫离子的方法。
技术介绍
随着社会经济的发展及人类生产活动的加剧，环境污染已经严重威胁到人类赖以生存的环境和身体健康，尤其是含硫污染物的排放，不仅污染水土资源，污水中的硫离子在酸性环境中还易变成硫化氢气体，从而造成大气污染。含硫污染物主要来源有三种：其一，工业生产过程中所排放的含硫废水，这些废水未经过处理便直接排放到河流湖泊中，造成严重的水污染，硫化物含量是我国饮用水及地表水检测项目最重要的指标之一，含硫量超标将会直接威胁人类的身体健康及水生植物的生存环境；其二，自然界的硫酸盐遇到厌氧菌之后，便会还原成硫离子，从而造成各种环境污染；其三，肉类腐烂过程中的含硫氨基酸会分解产生硫化氢这类恶臭性气体。硫化氢(H2S)是一种毒性很大的气体，具有刺激性和窒息性，也称之为神经毒气，如果人体摄入超标的的气体，会直接导致呼吸系统、循环系统、消化系统及中枢神经系统受到不同程度的损伤，严重情况下会直接致命；硫化氢在污染大气的同时，还会与大气中的臭氧(O3)发生氧化还原反应生成硫酸，这也是造成酸雨的原因之一；含硫(S2-)废水不仅会造成水生植物的死亡，还会腐蚀存放在水中的金属设备。另外，研究发现，硫化氢(H2S)也是一种重要的信号分子，在人体的各种复杂的生理学过程中也扮演着十分重要的角色，例如细胞凋亡、神经调节、血管舒张、血管生成调控、氧气传感等。由于硫离子(或硫化氢)的自身特性，使得其在环境污染及生理学方面的检测变成了一项非常有实际意义的任务。如果能够灵敏、可靠地检测出生理样品以及活细胞中硫化氢的含量，将有助于理解硫化氢在致病过程中的作用机制。硫化物的浓度是一个重要的水污染指数，特别是甚至微摩尔浓度硫化物也能使许多水生生物中毒。高硫化物浓度会刺激粘膜，导致呼吸性瘫痪和意识丧失。研究表明硫化氢溶于水之后，在饮用水中硫化氢的浓度即使小于0.07mg/m3时，也会对饮用水的水质造成一定的影响。当水中硫化氢浓度达到0.15mg/m3时，会对新投入河塘的鱼苗生长定产生一定的影响，同时也会对河塘周围植物的根系产生一定的毒害作用。硫化氢不仅具有毒性,其溶液呈酸性且具有腐蚀性，可导致管道、罐类等设备发生硫化物应力开裂、氢鼓泡、氢致开裂等，导致泵类叶轮腐蚀磨损加快及出现腐蚀性气孔等问题。目前，关于硫离子(或硫化氢)的检测方法已有报道，主要有：离子色谱法、电化学分析法、光谱检测法、传统滴定法和荧光检测法。现有技术中，硫离子(或硫化氢)的检测方法成本高、灵敏度低、检测限低。因此，开发设计一种可以检测低浓度硫离子(或硫化氢)的新型检测材料是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种快速检测硫离子的方法，利用4-氨基-1-萘磺酸钠(简称ANS)的荧光能够有效地被MnO2纳米材料猝灭的性质，制备ANS/MnO2复合体系，往该体系中加入微量的S2-时，由于S2-与MnO2发生氧化还原反应，在溶液中生成了二价锰离子，从而使ANS的荧光强度增强，且荧光增强的强度与S2-离子的浓度成线性关系，实现对S2-离子的检测，该方法操作简单，能快速实时的对S2-进行检测。本专利技术提供的一种快速检测硫离子的方法，包括以下步骤：(1)将4-氨基-1-萘磺酸钠溶液与MnO2纳米片溶液混匀，得到ANS/MnO2复合体系，静置后，测其荧光强度；(2)向与步骤(1)相同的体系中分别加入不同浓度的S2-离子溶液，静置后，分别测其荧光强度；与步骤(1)的荧光强度比较，构建荧光增强强度与S2-离子的浓度线性关系；(3)向与步骤(1)相同的体系中加入未知浓度的S2-离子溶液，静置后，测溶液的荧光强度，与步骤(1)的荧光强度比较，根据步骤(2)获得的线性关系得到未知浓度的S2-的浓度。进一步的，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)所述体系中4-氨基-1-萘磺酸钠溶液终浓度均为2×10-6mol·L-1；MnO2纳米片终浓度均为60×10-6mol·L-1；试验中采用的体系终体积为2mL；选择MnO2纳米片终浓度为60×10-6mol·L-1，因为此浓度下荧光恢复效果相比其他浓度好。进一步的，步骤(1)中所述静置，时间为15-20min；目的是待荧光信号稳定，减少测量误差。步骤(1)具体为：取浓度为10-5mol·L-1的4-氨基-1-萘磺酸钠溶液400μL于10mL比色管中，往上述体系中加入80μL1.5×10-3mol·L-1MnO2纳米片溶液，最后用去离子水稀释至2mL，此时，4-氨基-1-萘磺酸钠终浓度为2×10-6mol·L-1，MnO2纳米片的浓度为60×10-6mol·L-1，混合均匀，静置反应15-20min，再测其荧光强度。所述MnO2纳米片的制备方法为：分别量取2mL30％的H2O2溶液与12mL浓度为1.0mol·L-1的四甲基氢氧化铵(TMA)溶液于烧杯中，待溶液混合均匀后，再量取10mL浓度为0.3mol·L-1的MnCl2·4H2O加入烧杯中，将得到的深棕色悬浮液在室温下置于磁力搅拌器上搅拌约12小时，之后在转速8000r/min下20min离心，弃去上层清液，将沉淀分别用无水乙醇和去离子水清洗至离心后上层清液透明为止，得到的黑褐色固体为MnO2纳米片；将所获得的黑褐色固体分散在去离子水中，超声处理1h制成1.5×10-2mol·L-1的MnO2溶液。进一步的，步骤(2)中所述S2-离子溶液包括但不限制于Na2S溶液。步骤(2)和步骤(3)中所述静置时间≥2h；目的是待荧光信号稳定，减少测量误差。进一步的，步骤(2)中S2-的终浓度分别为0mol·L-1、2.5×10-6mol·L-1、5×10-6mol·L-1、10×10-6mol·L-1、17.5×10-6mol·L-1、22.5×10-6mol·L-1、25×10-6mol·L-1、27.5×10-6mol·L-1、32.5×10-6mol·L-1、47.5×10-6mol·L-1和50×10-6mol·L-1。步骤(2)具体为：取浓度为10-5mol·L-1的ANS溶液400μL于10mL比色管中，再加入80μL1.5×10-3mol·L-1MnO2纳米片溶液并混合均匀，静置反应15-20min后，分别加入不同浓度的Na2S溶液，稀释至2mL，此时，4-氨基-1-萘磺酸钠溶液终浓度为2×10-6mol·L-1；MnO2纳米片终浓度为60×10-6mol·L-1；S2-的终浓度分别为0mol·L-1、2.5×10-6mol·L-1、5×10-6mol·L-1、10×10-6mol·L-1、17.5×10-6mol·L-1、22.5×10-6mol·L-1、25×10-6mol·L-1、27.5×10-6mol·L-1、32.5×10-6mol·L-1、47.5×10-6mol·L-1和50×10-6mol·L-1，静置2h后，分别测溶液的荧光强度；与步骤(1)的荧光强度比较，构建荧光增强强度与S2-离子的浓度线性关系。步骤(2)中线性关系为F-F0＝86.17+9.94C，线性相关系数R2＝0.983。F0是步骤(1)测得的荧光强度，F为步骤(2)中加入不同浓度S2-后溶液的荧光强度，C为加入的S2-的终浓度，R2为线性相关系数。步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速检测硫离子的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将4‑氨基‑1‑萘磺酸钠溶液与MnO2纳米片溶液混匀，得到ANS/MnO2复合体系，静置后，测其荧光强度；(2)向与步骤(1)相同的体系中分别加入不同浓度的S2‑离子溶液，静置后，分别测其荧光强度；与步骤(1)的荧光强度比较，构建荧光增强强度与S2‑离子的浓度线性关系；(3)向与步骤(1)相同的体系中加入未知浓度的S2‑离子溶液，静置后，测溶液的荧光强度，与步骤(1)的荧光强度比较，根据步骤(2)获得的线性关系得到未知浓度的S2‑的浓度。

【技术特征摘要】
1.一种快速检测硫离子的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将4-氨基-1-萘磺酸钠溶液与MnO2纳米片溶液混匀，得到ANS/MnO2复合体系，静置后，测其荧光强度；(2)向与步骤(1)相同的体系中分别加入不同浓度的S2-离子溶液，静置后，分别测其荧光强度；与步骤(1)的荧光强度比较，构建荧光增强强度与S2-离子的浓度线性关系；(3)向与步骤(1)相同的体系中加入未知浓度的S2-离子溶液，静置后，测溶液的荧光强度，与步骤(1)的荧光强度比较，根据步骤(2)获得的线性关系得到未知浓度的S2-的浓度。2.根据权利要求1所述的快速检测硫离子的方法，其特征在于，骤(1)、步骤(2)和步骤(3)所述体系中4-氨基-1-萘磺酸钠溶液终浓度均为2×10-6mol·L-1；MnO2纳米片终浓度均为60×10-6mol·L-1。3.根据权利要求1所述的快速检测硫离子的方法，其特征在于，步骤(1)中所述静置，时间为15-20min。4.根据权利要求1或2所述的快速检测硫离子的方法，其特征在于，步骤(1)具体为：取浓度为10-5mol·L-1的4-氨基-1-萘磺酸钠溶液400μL于10mL比色管中，往上述体系中加入80μL1.5×10-3mol·L-1MnO2纳米片溶液，最后用去离子水稀释至2mL，此时，4-氨基-1-萘磺酸钠终浓度为2×10-6mol·L-1，MnO2纳米片的浓度为60×10-6mol·L-1，混合均匀，静置反应15-20min，再测其荧光强度。5.根据权利要求1或2所述的快速检测硫离子的方法，其特征在于，步骤(2)中所述S2-离子溶液包括但不限制于Na2S溶液。6.根据权利要求1或2所述的快速检测硫离子的方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)中所述静置时间≥2h。7.根据权利要求1或2所述的快速检测硫离子的方法，其特征在于，进一步的，步骤(2)具体为：取浓度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周子涵，黄雨阳，刘金水，
申请(专利权)人：安徽师范大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34