一種納米銀與磁性納米材料結合檢測金屬離子的方法技術

本發明專利技術公開了納米銀與磁性納米材料結合檢測金屬離子的方法，先將金屬離子與修飾后的納米銀溶液反應，再用磁性納米材料對其進行吸附富集，固液分離，用洗脫劑洗脫產物，進原子吸收分光光度計進行金屬離子測定；所采用的修飾后的納米銀金屬離子產生作用力較強的聚集物，磁性納米材料對聚集物有很強的吸附能力，吸附膠體銀-金屬離子聚集物產生了雙重富集效果，能達到很高的富集倍數，檢測限較低；本發明專利技術的方法檢測靈敏度高，不需要使用有機溶劑，綠色環保，與其它傳統的檢測方法相比較，是一種新型的檢測方法，具有廣泛的應用前景。

【技術實現步驟摘要】
一種納米銀與磁性納米材料結合檢測金屬離子的方法
本專利技術屬于分析化學領域，具體是涉及一種納米銀與磁性納米材料結合檢測金屬離子的方法。
技術介紹
納米材料由于顆粒尺寸小，比表面積大，表面能高，表面原子所占比例大，因此，表現出特有的表面效應、小尺寸效應、宏觀量子隧道效應三大效應。納米銀是一種粒徑在25nm左右的金屬銀單質，對大腸桿菌、淋球菌、沙眼衣原體等數十種致病微生物都有強烈的抑制和殺滅作用。在一定的條件下，金屬離子可以跟銀納米顆粒發生聚集作用，從而導致了金屬離子在納米銀中與在水中有不同的性質。環境中痕量金屬元素尤其重金屬元素的濃度通常非常低且基體干擾不能完全消除，因而測定前的樣品前處理技術顯得非常重要。金屬離子的前處理方法有很多報道，其中利用磁性納米材料對金屬離子進行的固相微萃取、分散固相萃取等技術成為研究的熱點。本專利技術利用納米銀與金屬離子發生聚集作用，改變金屬離子的性質，結合磁性納米材料對金屬離子進行分離富集，與傳統的對金屬離子的樣品前處理技術相比，有著富集倍數高、檢測限低、靈敏度高、消除干擾完全等優點，特別適用低含量的重金屬的檢測。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術的不足，提供一種納米銀與磁性納米材料結合檢測金屬離子的方法，對于低含量的金屬離子檢測具有指導意義。本專利技術的目的通過以下技術方案予以實現：按每5ml環境水添加1～2ml納米銀溶液的比例，在含有金屬離子的環境水中加入納米銀溶液，用磷酸鹽緩沖溶液調節pH為6.0～8.0，形成納米銀與金屬離子聚集物，再加入四氧化三鐵磁性納米材料，用去離子水定容至10mL，其中四氧化三鐵磁性納米材料的濃度為0.025～0.04g/mL，渦旋混合，用外磁場收集產物，倒出溶液，用洗脫劑洗脫磁性納米材料，收集洗脫后的洗脫劑，采用原子吸收分光光度計進行金屬離子含量測定。本專利技術所述的納米銀的制備：將濃度為0.8～1mol/L的修飾劑和硝酸銀混合在去離子水中，攪拌20～40min后，加入硼氫化鈉，繼續攪拌5～30min，溶液顏色變成穩定的黃色即制得納米銀溶液，其中修飾劑的用量為1～2mL/100mL，硝酸銀︰修飾劑︰硼氫化鈉的摩爾比為1︰8～10︰0.8～1。本專利技術所述的四氧化三鐵磁性納米材料的制備：將三價鐵鹽與二價鐵鹽按照摩爾比為2.0～1.6:1的比例溶解于5～10倍三價鐵鹽與二價鐵鹽溶液體積的去離子水中，在氮氣保護下，滴加氨水使體系pH9～12，在60～80℃、攪拌速度400～800rpm下，水浴加熱，恒溫攪拌反應1～3h后，用去離子水洗滌至中性，40～80℃真空干燥6～12h，制得四氧化三鐵磁性納米材料。本專利技術所述的洗脫劑為鹽酸、硝酸、硫酸中的一種，濃度為2～4mol/L，用量為2～3mL。本專利技術所述的含金屬離子的環境水包括礦物廢水、工業廢水或生活廢水。本專利技術所述的金屬離子包括鉻離子、鉛離子、汞離子、鎳離子之一種。本專利技術所述的修飾劑為檸檬酸三鈉、亞氨基二乙酸、3-巰基苯甲酸和三聚氰胺的混合物、谷胱甘肽、腺苷-5-磷酸、腺苷-5-二磷酸、腺苷-5-三磷酸中的一種；其中3-巰基苯甲酸和三聚氰胺的混合物是3-巰基苯甲酸和三聚氰胺按體積比為1:2的比例混合制得。本專利技術所述的三價鐵鹽為FeCl3·7H2O或Fe2(SO4)3·9H2O，二價鐵鹽為FeCl2·4H2O或FeSO4·7H2O。相對于現有技術，本專利技術具有以下顯著優點:1、本專利技術利用修飾后的納米銀與金屬離子形成聚集物，用磁性納米材料吸附形成雙重富集，用外磁場收集產物，洗脫劑洗脫后，進原子吸收儀檢測，不需要使用有機溶劑，綠色環保，靈敏度高，檢測限低；2、納米銀在修飾后能與不同的金屬離子形成很強的專屬性和選擇性，這樣共存離子間就不會產生干擾；3、磁性納米材料的吸附能力強，能達到很高的富集倍數；4、檢測范圍寬，靈敏度高，準確率高，選擇性好。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術作進一步地說明，但本專利技術的保護范圍并不限于此。實施例1：工業廢水中鉻含量的測定1、納米銀的制備：將1mol/L的檸檬酸三鈉2mL和0.1mol/L的硝酸銀2mL混合在100mL的去離子水中，攪拌30min后，加入0.1mol/L硼氫化鈉溶液2mL，繼續攪拌5min，直至溶液的顏色變成黃色即形成納米銀溶液；2、四氧化三鐵磁性納米材料的制備：將2mol/LFeCl3·7H2O12mL與1mol/LFeCl2·4H2O12mL混合于120mL去離子水中，在氮氣保護下，滴加50mL氨水使體系pH9，在60℃下水浴加熱，攪拌速度為400rpm下，恒溫攪拌反應3h后，用去離子水洗滌至中性，70℃真空干燥8h，制得四氧化三鐵磁性納米材料；3、在5mL含有鉻離子的工業廢水中，加入制備好的納米銀溶液2mL，搖勻，然后用磷酸鹽緩沖溶液調節pH為7.0，形成納米銀與金屬離子聚集物，再加入制備好的四氧化三鐵磁性納米材料0.3g，用去離子水定容至10mL，渦旋混合1min，用磁鐵收集磁性納米材料，倒出溶液，然后加入3mol/L的硝酸水溶液2mL洗脫磁性納米材料，進原子吸收分光光度計檢測，得到鉻含量為0.18μg/L。實施例2：生活廢水中汞含量的測定1、納米銀的制備：將0.1mol/L的硝酸銀溶液1mL和0.8mol/L的腺苷-5-磷酸1mL混合在100mL去離子水中，攪拌20min后，加入0.1mol/L硼氫化鈉溶液0.8mL，繼續攪拌10min，直至溶液呈穩定的黃色，即形成腺苷酸-納米銀；2、四氧化三鐵磁性納米材料的制備：將2mol/LFeCl3·7H2O12mL與1mol/LFeSO4·7H2O15mL混合于150mL去離子水中，在氮氣保護下，滴加50mL氨水使體系pH10，在70℃下水浴加熱，攪拌速度為600rpm下，恒溫攪拌反應1.5h后，用去離子水洗滌至中性，40℃真空干燥12h，制得四氧化三鐵磁性納米材料；3、在5mL含有汞離子的生活廢水中，加入制備好的納米銀溶液1mL，搖勻，然后用磷酸鹽緩沖溶液調節pH為6.5，形成納米銀與金屬離子聚集物，再加入制備好的四氧化三鐵磁性納米材料0.25g，用去離子水定容至10mL，渦旋混合2min，用磁鐵收集磁性納米材料，倒出溶液，然后加入2mol/L的鹽酸水溶液3mL洗脫磁性納米材料，進原子吸收分光光度計檢測，得到汞含量為0.10μg/L。實施例3：生活廢水中鎳含量的測定1、納米銀的制備：將0.1mol/L的硝酸銀溶液1mL和0.9mol/L的谷胱甘肽1mL混合在100mL去離子水中，攪拌40min后，加入0.1mol/L硼氫化鈉溶液0.9mL，繼續攪拌15min，直至溶液顏色穩定后，即形成谷胱甘肽-納米銀溶液；2、四氧化三鐵磁性納米材料的制備：將2mol/LFe2(SO4)3·9H2O10mL與1mol/LFeSO4·7H2O12mL混合于150mL去離子水中，在氮氣保護下，滴加50mL氨水使體系pH11，在80℃下水浴加熱，攪拌速度為500rpm下，恒溫攪拌反應2h后，用去離子水洗滌至中性，50℃真空干燥10h，制得四氧化三鐵磁性納米材料；3、在5ml含有鎳離子的生活廢水中，加入制備好的納米銀溶液1.5mL，搖勻，然后用磷酸鹽緩沖溶液調節pH為6.0，形成納米銀與金屬離子聚集物，再加入制備好的四氧化三鐵磁性納米本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種納米銀與磁性納米材料結合檢測金屬離子的方法，其特征在于：按每5mL環境水添加1～2mL納米銀溶液的比例，在含有金屬離子的環境水中加入納米銀溶液，用磷酸鹽緩沖溶液調節pH為6.0～8.0，形成納米銀與金屬離子聚集物，再加入四氧化三鐵磁性納米材料，用去離子水定容至10mL，其中四氧化三鐵磁性納米材料的濃度為0.025～0.04g/mL，渦旋混合，用外磁場收集產物，倒出溶液，用洗脫劑洗脫磁性納米材料，收集洗脫后的洗脫劑，采用原子吸收分光光度計進行金屬離子含量測定。

【技術特征摘要】
1.一種納米銀與磁性納米材料結合檢測金屬離子的方法，其特征在于：按每5mL環境水添加1～2mL納米銀溶液的比例，在含有金屬離子的環境水中加入納米銀溶液，用磷酸鹽緩沖溶液調節pH為6.0～8.0，形成納米銀與金屬離子聚集物，再加入四氧化三鐵磁性納米材料，用去離子水定容至10mL，其中四氧化三鐵磁性納米材料的濃度為0.025～0.04g/mL，渦旋混合，用外磁場收集產物，倒出溶液，用洗脫劑洗脫磁性納米材料，收集洗脫后的洗脫劑，采用原子吸收分光光度計進行金屬離子含量測定；所述納米銀溶液是將濃度為0.8～1mol/L的修飾劑和硝酸銀混合在去離子水中，攪拌20～40min后，加入硼氫化鈉，繼續攪拌5～30min，溶液顏色變成穩定的黃色而制得，其中修飾劑的用量為1～2mL/100mL，硝酸銀︰修飾劑︰硼氫化鈉的摩爾比為1︰8～10︰0.8～1。2.根據權利要求1所述的納米銀與磁性納米材料結合檢測金屬離子的方法，其特征在于：四氧化三鐵磁性納米材料是將三價鐵鹽與二價鐵鹽按摩爾比為2.0～1.6:1的比例溶解于5～10倍三價鐵鹽與二價鐵鹽溶液體積的去離子水中，在氮氣保護下，滴加氨水使體系pH9～12，在60～80℃水浴加熱、攪拌速度400～800rpm下，恒溫攪拌反應1～3h后...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊亞玲，孟麗芬，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：發明
國別省市：云南;53