一种快速检测溶液中铜离子的方法技术

本发明专利技术公开了一种快速检测溶液中铜离子的方法，包括：将具有还原性的水溶性化合物与含贵金属的水溶性化合物在保护剂多羟基水溶性化合物中反应，获得含有多羟基水溶性化合物修饰的贵金属纳米粒子的检测液；提供两份相同且等量的上述检测液，将等体积的不含铜离子的溶液和被检测溶液分别加入所述两份检测液中，形成相应的第一混合溶液和第二混合溶液；根据第二混合溶液的颜色相对于第一混合溶液的颜色变化或者根据第二混合溶液相对于第一混合溶液紫外可见吸收强度或峰位的变化，判断被检测溶液中是否存在铜离子；所述的铜离子为二价铜离子。该方法简单、设计灵活，不需要大型的仪器，灵敏度和选择性高、稳定性强、检测结果重现性好、成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及离子检测领域，具体涉及。
技术介绍
随着工业的快速发展，工业“三废”(废水、废气、废渣)对环境的危害日益突出，尤其是来自工矿、化工、电池、电镀等工业废水对水体的破坏十分严重。大量的重金属伴随废水流入河流、湖泊和海洋，导致污染。重金属污染已成为我国主要的环境问题之一。重金属毒性大、难降解，进入水体后可以直接通过饮用水或生活用水作用于人体，也能被水生动植物富集吸收，通过食物链危害人畜的安全。随着人们对环境污染问题的日益关注，环境中重金属离子的检测显得日益重要。对于毒性较强的重金属离子如汞、镉、铬、铅的研究已很广泛，但铜离子过量同样会对人体造成非常大的危害。过量的铜离子对许多水生生物有极大的负面作用，缘由是它与蛋白质中的巯基结合，干扰巯基酶的活性。目前，铜的污染主要来源于电镀、冶金、化工等行业。Cu2+是一种广泛存在于环境中的常见重金属离子，它在人体内的适量存在有益于维持机体的正常工作，如参与体内的造血作用、酶反应以及一些氧化还原过程等。若体内Cu2+的代谢平衡受到破坏，则有可能导致一系列疾病，如慢性肝病变、细胞中毒和威尔森(Wilson)综合症等。例如，2011年08月09日江西瑞昌发生自来水中毒事件，即为饮用铜超标的水源所致。人体铜中毒表现为腹痛，皮疹、腹泻、呕吐，呕吐物为绿色。据报道，当铜超过人体需要量的100 150倍时，可引起坏死性肝炎和溶血性贫血。可溶性铜盐都有毒，主要是铜离子能使蛋白质变性，失去生理活性。在众多检测重金属-包括铜离子的手段中，相比于原子吸收光谱法、原子发射光谱法和电化学方法等，紫外可见分光光度法具有分析快速和仪器简单的特点。因为原子吸收光谱法测定元素谱线有干扰、灵敏度不高、分析时间长、线性范围小等缺点。电感耦合等离子体-质谱法虽然检测限低，但其价格昂贵，且易受污染。电感耦合等离子-发射光谱法比起电感耦合等离子体-质谱法，灵敏度略低。电化学方法现场及时性差且伴随离子干扰严重。虽然传统方法的应用比较成熟，但是其所需仪器价格昂贵，携带不方便。现有的检测水溶液中铜离子的方法有多种。中国专利申请CN 200710063036. 4中公开了一种可用于金属离子检测的试剂，以含有小分子酯类化合物0D0PB-DBC的有机溶剂为基础，可以方便快速地对多种浓度的金属离子进行检测，检测范围包括铈、铁、铜、汞、铅、镍、钴、锌、银、锰金属离子进行响应检测。但对试剂的要求较高。中国专利ZL 200710177232. 4中公开了一种直接用眼睛定性检测溶液中Cu2+的方法，该方法分别合成末端炔基功能化的硫醇和末端叠氮基功能化的硫醇，用柠檬酸钠作稳定剂制备粒径为14nm的金纳米粒子,通过配体交换的方法,分别在金纳米颗粒的表面自组装形成末端带有炔键和叠氮基团的单分子层。将两种表面修饰后的金纳米粒子混合，加五水硫酸铜和还原剂，还原形成的Cu(I)作为催化剂，使炔键和叠氮基团发生成环反应，导致金納米粒子聚积，通过肉眼观察金納米粒子的顔色及沉淀现象的变化来检测溶液中的Cu2+。但该方法步骤较多，操作复杂。中国专利ZL 200810106412. 8中公开了ー种铜离子试纸，包括显色片和显色片上的显色物质螺吡喃，显色片可以是层析、定性或定量滤纸，使用简便，灵敏度较高，选择性和稳定性较好且容易保存，适用于检测水溶液中的ニ价铜离子浓度。中国专利申请CN200910152440. 8中公开了ー种水溶液中阳离子的检测方法，基于纳米-核酸共聚物体系，利用核酸与阳离子相互络合作用而导致体系熔融温度升高，使得溶液颜色变化滞后的特性，通过肉眼或简单的仪器设备判别溶液顔色的变化，即可快速检测水溶液体系中的毒性阳离子如ニ价铜离子。但该方法所用的原料核酸成本较高，且对检测温度有要求。 中国专利ZL 200810070917. 3中公开了 ー种铜离子荧光探针，将聚こ烯亚胺(PEI)配置成聚こ烯亚胺水溶液，过滤后倒入聚四氟こ烯内衬中用不锈钢外套密封，反应后蒸出溶剂，得到黄色粘稠液体状的铜离子荧光探针，可应用于生物组织和环境污水中铜离子的检测。该探针具有广泛的使用价值。中国专利ZL 201010023121. X中公开了ー种ZnSe纳米荧光探针材料应用于水溶液中铜离子或镍离子的快速測定，该方法灵敏度高，准确性好，测定过程快速、稳定。因此，设计出简单、易携帯、灵敏度高且稳定性強、检测结果重现性好、所需成本低的检测方法势在必行。寻求ー种快速而灵敏的检测Cu2+的方法具有重要的科学与实际意义。
技术实现思路
本专利技术提供了ー种快速检测溶液中铜离子的方法，该方法可简单、快速、灵敏地检测溶液中的Cu2+。ー种快速检测溶液中铜离子的方法，包括步骤(I)将具有还原性的水溶性化合物与含贵金属的水溶性化合物在保护剂多羟基水溶性化合物中反应，获得含有多羟基水溶性化合物修饰的贵金属纳米粒子的检测液；(2)提供两份相同且等量的上述检测液，将等体积的不含铜离子的溶液和被检测溶液分别加入所述两份检测液中，形成相应的第一混合溶液和第二混合溶液；其中，不含铜离子的溶液与被检测溶液的溶剂相同；(3)根据第二混合溶液的颜色相对于第一混合溶液的颜色变化或者根据第二混合溶液相对于第一混合溶液紫外可见吸收強度或峰位的变化，判断被检测溶液中是否存在铜离子；所述的铜离子为ニ价铜离子。所述的具有还原性的水溶性化合物能够和含贵金属的水溶性化合物经还原反应形成贵金属纳米材料；而保护剂多羟基水溶性化合物能够和贵金属纳米材料经物理反应或者化学反应在内核贵金属纳米材料表面通过一定的相互作用如化学键或静电吸附等作用得到含有多羟基水溶性化合物修饰的贵金属纳米粒子，能够提供用于下ー步修饰或反应的官能团。所述的具有还原性的水溶性化合物作为还原剂，可选用葡萄糖、己酮糖、L-甘油醛、乳糖、麦芽糖、戊醛糖、半乳糖、L-抗坏血酸、D-甘露吡喃糖、还原性的氨基酸中的一种或两种以上；所述的还原性的氨基酸为赖氨酸、精氨酸、组氨酸、鸟氨酸中的一种或两种以上；选用两种以上时，各化合物之间的比例没有严格的限制，可为任意比例。所述的含贵金属的水溶性化合物选用含金的水溶性化合物、含钼的水溶性化合物、含银的水溶性化合物中的一种或两种以上；优选硝酸银、硫化金、氰化亚金钾、亚硫酸金钠、六氯合钼金、氯化金、磷酸银、氯金酸、六氯合钼酸中的一种或两种以上；选用两种以上时，各化合物之间的比例没有严格的限制，可为任意比例。所述的多羟基水溶性化合物作为表面保护剂，可选用水溶性淀粉、环糊精、纤维素、半纤维素、糖原、氨基聚糖、甘露聚糖、半乳聚糖、壳聚糖、菊糖中的一种或两种以上；可排除其它非被测金属离子的干扰；选用两种以上时，各化合物之间的比例没有严格的限制，可为任意比例。步骤(I)中，所述的反应条件为在氢氧化钠水溶液中搅拌反应至少2h ;采用氢氧化钠水溶液提供碱性环境，进一步促使反应进行。所述的检测液的pH值优选为2. 5-4. 0，可满足不同的体系对pH值的最佳要求，适当的PH不但可以节省检测时间和排除非检测物质的干扰，而且还可以提高检测限和检测灵敏度。所述的不含铜离子的溶液与被检测溶液的溶剂可选自水或有机溶剂，所述的有机溶剂可选用乙醇。所述的被检测溶液可以是环境中的水样，也可以是其他环境中样品溶于水或有机溶剂形成的溶液，如固态的环境样品本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴爱国，苗利静，辛军委，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：