A system and method for quantitative determination of graphene oxide in aqueous solution is described. The method comprises the following steps: feeding the mixed solution of graphene oxide sample, oxidant and catalyst into the online digestion unit for ultraviolet photocatalytic degradation of graphene oxide to obtain degradable gas products; separating and drying degradable gas products, and using carrier gas to degrade gas. The products are transported to the dielectric barrier discharge micro-plasma atomic emission spectrometry detection unit; the dielectric barrier discharge micro-plasma atomic emission spectrometry detection unit provides the atomic emission spectrometry (AES) for the degradation of gas products by plasma excitation, and detects the AES; the characteristic spectra corresponding to carbon elements in the obtained AES are analyzed according to the AES. Quantitative determination of graphene oxide is realized by spectral signal intensity of carbon element. The method realizes the determination of graphene oxide at sub-mg/L level, has high sensitivity, simple operation and low operation cost.
【技术实现步骤摘要】
定量测定水溶液中氧化石墨烯的系统及方法
本专利技术涉及环境分析化学领域,尤其涉及一种测定水溶液中氧化石墨烯的系统及方法。
技术介绍
氧化石墨烯(GO)是一种典型的碳质纳米材料。GO具有较高的比表面积和表面丰富的官能团,其规模化制备和扩展应用是当今碳材料研究的热点之一。GO在人为生产、运输、使用和处置过程中,不可避免的会被释放到环境中,其对生态系统和人体健康的负面影响正引起学者的关注。GO表面富含羟基、羧基、环氧基等亲水官能团,水溶性和迁移能力非常高。已有研究表明GO可以通过直接渗透和内吞作用进入细胞,进而通过直接损害细胞膜、阻断离子和气体交换、产生活性氧自由基等途径表现出细胞毒性。GO的环境行为与毒性效应与其浓度水平密切相关,因此建立GO的定量分析方法具有重要意义。目前GO的定量分析多采用商品化的总碳测定仪或热裂解方法。但这些技术需要复杂贵重的仪器设备,样品需要量大(如10毫升),灵敏度低(如10mg/L),难以用于环境水体中微量浓度水平GO的准确测定。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的主要目的在于提供一种定量测定水溶液中氧化石墨烯的系统及方法,以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。为实现上述目的,本专利技术的技术方案如下:作为本专利技术的一个方面,提供了一种定量测定水溶液中氧化石墨烯的系统,包括进样单元、在线消解单元、气液分离及干燥单元、介质阻挡放电微等离子体-原子发射光谱检测单元(以下简称为DBD-AES检测单元)和数据处理单元,其中:进样单元,用于将含氧化石墨烯的待测样品、氧化剂和催化剂的混合溶液送入在线消解单元;在线消解单元,用于供所述 ...
【技术保护点】
1.一种定量测定水溶液中氧化石墨烯的系统,其特征在于,所述系统包括进样单元、在线消解单元、气液分离及干燥单元、介质阻挡放电微等离子体‑原子发射光谱检测单元和数据处理单元,其中:进样单元,用于将含氧化石墨烯的待测样品、氧化剂和催化剂的混合溶液送入在线消解单元;在线消解单元,用于供所述氧化石墨烯在氧化剂和催化剂的作用下进行紫外光催化降解反应而得到降解气体产物,并输出含降解气体产物的反应溶液;气液分离及干燥单元,用于从所述反应溶液中分离和干燥所述降解气体产物,并输送至介质阻挡放电微等离子体‑原子发射光谱检测单元;介质阻挡放电微等离子体‑原子发射光谱检测单元,用于提供等离子体激发所述降解气体产物而产生原子发射光谱,以及对所述原子发射光谱进行检测;数据处理单元,用于对所述原子发射光谱对应于碳元素的特征光谱进行分析处理,根据碳元素的光谱信号强度实现对氧化石墨烯的定量测定。
【技术特征摘要】
1.一种定量测定水溶液中氧化石墨烯的系统,其特征在于,所述系统包括进样单元、在线消解单元、气液分离及干燥单元、介质阻挡放电微等离子体-原子发射光谱检测单元和数据处理单元,其中:进样单元,用于将含氧化石墨烯的待测样品、氧化剂和催化剂的混合溶液送入在线消解单元;在线消解单元,用于供所述氧化石墨烯在氧化剂和催化剂的作用下进行紫外光催化降解反应而得到降解气体产物,并输出含降解气体产物的反应溶液;气液分离及干燥单元,用于从所述反应溶液中分离和干燥所述降解气体产物,并输送至介质阻挡放电微等离子体-原子发射光谱检测单元;介质阻挡放电微等离子体-原子发射光谱检测单元,用于提供等离子体激发所述降解气体产物而产生原子发射光谱,以及对所述原子发射光谱进行检测;数据处理单元,用于对所述原子发射光谱对应于碳元素的特征光谱进行分析处理,根据碳元素的光谱信号强度实现对氧化石墨烯的定量测定。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述在线消解单元包括:石英反应管,作为紫外光催化降解反应的容器;高压汞灯,设置于所述石英反应管的附近,提供光降解所需能量;冷凝装置,设置于石英反应管的外周,用于防止石英反应管过热。作为优选,所述高压汞灯的功率为100~1000W,更优选为500W。3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述气液分离及干燥单元包括:载气提供装置,用于提供载气来运输所述降解气体产物;气液分离器,用于从所述反应溶液中分离出所述降解气体产物;以及干燥器,用于去除所述降解气体产物中的水分。4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述介质阻挡放电微等离子体-原子发射光谱检测单元包括:介质阻挡放电微等离子体激发源,用于放电产生等离子体以激发所述降解气体产物;以及原子发射光谱检测器,用于检测所述降解气体产物被激发而产生的原子发射光谱。5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于:所...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘景富,谭志强,阴永光,王博文,
申请(专利权)人:中国科学院生态环境研究中心,
类型:发明
国别省市:北京,11
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