一种使用水溶性溴碘铯铅钙钛矿可视化检测以及定量检测水溶液中汞离子的方法技术

本发明专利技术提供了一种使用水溶性溴碘铯铅钙钛矿可视化检测以及定量检测水溶液中汞离子的方法，涉及分析检测技术领域。本发明专利技术采用水溶性溴碘铯铅钙钛矿能够实现对水溶液汞离子的可视化检测，瞬间辨别水溶液中是否存在汞离子且可以大致判断汞离子的浓度；同时也可以进行准确度较高的定量检测。

【技术实现步骤摘要】
一种使用水溶性溴碘铯铅钙钛矿可视化检测以及定量检测水溶液中汞离子的方法
本专利技术涉及分析检测
，具体涉及一种使用水溶性溴碘铯铅钙钛矿可视化检测以及定量检测水溶液中汞离子的方法。
技术介绍
钙钛矿以俄罗斯矿物学家LevPerovski的名字命名，是指具有与钛酸钙(CaTiO3)相似的晶体结构的大量材料。纯钙钛矿化合物的化学通式为ABX3，其中“A”和“B”为两个大小不同的阳离子，X为阴离子。最近，人们对具有相似ABX3的金属卤化物钙钛矿材料给予了极大关注。其中A可以是甲酰胺(FA)、甲基铵(MA)、铯(Cs)或铷(Rb)；B可以是锡(Sn)、铋(Bi)或铅(Pb)；X是氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)或其混合物。根据A的组成，金属卤化物钙钛矿可分为两类：有机-无机杂化钙钛矿(其中A为有机基团)和全无机金属卤化物钙钛矿(其中A为无机阳离子)。有机-无机杂化钙钛矿由于有机基团很容易被破坏，所以对水分、氧气和热量极为敏感，其结构的分解严重限制了它们在光电子领域的潜在应用。与有机-无机杂化钙钛矿相比，全无机钙钛矿由于无机阳离子具有很高的热分解温度而显示出更高的热稳定性。自从Kovalenko及其同事报道了有关制备CsPbX3纳米胶体晶体(CsPbX3NCs)的开创性工作(PROTESESCUL,YAKUNINS,BODNARCHUKMI,etal.NanocrystalsofCesiumLeadHalidePerovskites(CsPbX3,X＝Cl,Br,andI):NovelOptoelectronicMaterialsShowingBrightEmissionwithWideColorGamut[J].NanoLett,2015,15(6):3692-6)以来，制备和应用具有各种形状、大小和成分的CsPbX3NCs的方法已经被研究。与传统方法相比，新的合成方法可以在温和的条件下成功合成CsPbX3NCs。这些CsPbX3NCs具有更好的光致发光特性，包括高达100％的光致发光量子产率(PLQYs)、窄的发射带宽(<20nm)和可调的电致发光。此外，具有不同组成(CsPbCl3(～3.04eV，～410nm)、CsPbBr3(～2.36eV，～525nm)和CsPbI3(～1.82Ev，～680nm))的CsPbX3NCs的发射峰位置不同，它们分别显示出蓝色、绿色和红色的荧光。CsPbX3NCs最突出的问题是其对水分、氧气、热和光干扰的结构不稳定性。对于表面化学，配体和颗粒表面之间相对较弱的结合始终会导致纳米结构损坏。在各种系统中，油酸和油胺是用于合成CsPbX3NCs的使用最广泛的配体，但是，封端配体在纯化或后处理过程中很容易从表面脱离，导致其聚集和结构崩溃。为了提高对水的稳定性，已经使用许多材料例如小分子、聚合物、二氧化硅和硅氧烷等作为封端配体用于合成CsPbX3NCs，然而，所制备的产物在溶液中容易聚集在一起影响其应用。Li等人提出CsPbX3NCs可以直接在水性环境中形成(LIZ,HUQ,TANZ,etal.AqueousSynthesisofLeadHalidePerovskiteNanocrystalswithHighWaterStabilityandBrightPhotoluminescence[J].ACSApplMaterInterfaces,2018,10(50):43915-22)，其防水分子以配体或表面活性剂的形式组装在NCs上，如果针对生物学相关应用，则钙钛矿型NCs可以分散于水性钙钛矿型NCs中，而不会进行繁琐的相转移，他们用碳氟化合物(FCA)作为封端配体合成了水溶性CsPbBr3/Cs4PbBr6NCs，其机理是在油/水界面处钙钛矿结晶，并在水性环境中直接进行钙钛矿NCs/FCA自组装，产物在水中的绝对光致发光量子产率(PLQY)高达80％，PL可持续数周。重金属是指密度大于4.5g/cm3的金属，包括金、银、铜、铁、汞、铅、镉等，重金属在人体中累积达到一定程度，会造成慢性中毒。但就环境污染方面所说的重金属主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素。重金属非常难以被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下，成千百倍地富集，最后进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中累积，造成慢性中毒。工业上未经处理或处理后不达标的废水废气排放到环境中，通过大气、水体和食物的传播，不断富集最后进入人体，对人体造成极大的危害。目前，在环境监测中，重金属离子的检测方法主要有：络合滴定法、电化学分析法、离子色谱法、高效液相色谱法、气象色谱法、荧光分析法、质谱法和原子吸收光谱法等。这些检测方法虽然灵敏度高，但是要么操作复杂，要么仪器昂贵、样品制备处理复杂，不可及时到现场快速检测。近年来，荧光探针法检测金属离子逐渐受到大家的关注，荧光探针法具有线性动态范围宽、灵敏度高和光谱干扰小等优点，且用于检测荧光光谱的设备费用较低，可同时检测固体和液体样品，样品处理简单，成为目前广泛应用的分析方法。但现有的荧光探针法并不能实现对水溶液汞离子的可视化检测，定量检测的准确度也有待提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种使用水溶性溴碘铯铅钙钛矿可视化检测以及定量检测水溶液中汞离子的方法，本专利技术能够实现对水溶液中汞离子的可视化检测，随时随地快速检测；也可以对水溶液中汞离子进行定量检测，灵敏度和准确度较高。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种使用水溶性溴碘铯铅钙钛矿可视化检测水溶液中汞离子的方法，包括以下步骤：将水溶性溴碘铯铅钙钛矿和待测水溶液混合，得到混合液；将水溶性溴碘铯铅钙钛矿和超纯水混合，得到空白溶液；将所述混合液和空白溶液分别置于紫外灯下，观察荧光颜色，实现可视化检测水溶液中汞离子。本专利技术还提供了一种使用水溶性溴碘铯铅钙钛矿定量检测水溶液中汞离子的方法，包括以下步骤：将水溶性溴碘铯铅钙钛矿和待测水溶液混合，得到混合液；将水溶性溴碘铯铅钙钛矿和超纯水混合，得到空白溶液；将所述混合液和空白溶液分别进行荧光检测，得到最大发射波长位移；将所得最大发射波长位移带入汞离子浓度-最大发射波长位移标准方程中，得到待测水溶液中汞离子的浓度，实现水溶液中汞离子的定量检测。优选地，所述水溶性溴碘铯铅钙钛矿中碘离子的含量为1.30～1.40mmol/L。优选地，所述水溶性溴碘铯铅钙钛矿与待测水溶液的用量比为500:1～200。优选地，所述水溶性溴碘铯铅钙钛矿的最大发射波长为591nm或617nm。优选地，当所述水溶性溴碘铯铅钙钛矿的最大发射波长为591nm时，所述待测水溶液中汞离子的含量为30～180μmol/L。优选地，当所述水溶性溴碘铯铅钙钛矿的最大发射波长为617nm时，所述待测水溶液中汞离子的含量为1～200μmol/L。优选地，当所述水溶性溴碘铯铅钙钛矿的最大发射波长为59本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用水溶性溴碘铯铅钙钛矿可视化检测水溶液中汞离子的方法，包括以下步骤：/n将水溶性溴碘铯铅钙钛矿和待测水溶液混合，得到混合液；/n将水溶性溴碘铯铅钙钛矿和超纯水混合，得到空白溶液；/n将所述混合液和空白溶液分别置于紫外灯下，观察荧光颜色，实现可视化检测水溶液中汞离子。/n

【技术特征摘要】
1.一种使用水溶性溴碘铯铅钙钛矿可视化检测水溶液中汞离子的方法，包括以下步骤：
将水溶性溴碘铯铅钙钛矿和待测水溶液混合，得到混合液；
将水溶性溴碘铯铅钙钛矿和超纯水混合，得到空白溶液；
将所述混合液和空白溶液分别置于紫外灯下，观察荧光颜色，实现可视化检测水溶液中汞离子。


2.一种使用水溶性溴碘铯铅钙钛矿定量检测水溶液中汞离子的方法，包括以下步骤：
将水溶性溴碘铯铅钙钛矿和待测水溶液混合，得到混合液；
将水溶性溴碘铯铅钙钛矿和超纯水混合，得到空白溶液；
将所述混合液和空白溶液分别进行荧光检测，得到最大发射波长位移；
将所得最大发射波长位移带入汞离子浓度-最大发射波长位移标准方程中，得到待测水溶液中汞离子的浓度，实现水溶液中汞离子的定量检测。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述水溶性溴碘铯铅钙钛矿中碘离子的含量为1.30～1.40mmol/L。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述水溶性溴碘铯铅钙钛矿与待测水溶液的用量比为500:1～200。


5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述水溶性溴碘铯铅钙钛矿的最大发射波长为591nm或617nm。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌剑，赵瑞贤，胡怡琳，王俊，文秋林，普正芬，杨妮，伏艳波，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南;53