申请日2018.05.30
公开(公告)日2018.11.23
IPC分类号G01N33/18; G01N21/31; B82Y30/00
摘要
本发明涉及一种利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法，属于分析化学技术领域。所述检测金属离子的方法具体如下：在含有金属离子的水中，加入制备好的纳米银溶液，用缓冲溶液调节pH为6.0～8.0，形成纳米银与金属离子聚集物，再加入制备好的四氧化三铁磁性纳米材料，涡旋混合，用外磁场收集产物或离心分离，倒出溶液，用洗脱剂洗脱磁性纳米材料，收集洗脱剂，进原子吸收分光光度计进行含量测定。本发明提供了一种磁性纳米材料及纳米银检测废水中金属离子的双重富集技术，不需要使用有机溶剂，绿色环保，灵敏度高，检测限低。
翻译权利要求书
1.利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，纳米银溶液的制备：将一定量的修饰剂和一定量的硝酸银混合在一定量的去离子水中，搅拌20～40min，加入硼氢化钠，继续搅拌2～5min，待溶液的颜色稳定后即形成纳米银溶液;
步骤二，在含有金属离子的水中，加入步骤一制备好的纳米银溶液，用缓冲溶液调节pH为6.0～8.0，形成纳米银与金属离子聚集物，再加入四氧化三铁磁性纳米材料，涡旋混合，用外磁场收集产物或离心分离，倒出溶液，用洗脱剂洗脱四氧化三铁磁性纳米材料，收集洗脱剂，进原子吸收分光光度计进行含量测定。
2.根据权利要求1所述的利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法，其特征在于，步骤二中所述四氧化三铁磁性纳米材料的制备方法，包括如下步骤：将三价铁盐与二价铁盐按照摩尔比为2.0～1.6:1溶解于去离子水中，在氮气保护下，滴加氨水使体系pH为9～12，在60～80℃、搅拌速度400～600 rpm下，水浴加热，恒温搅拌反应1～3h后，用去离子水洗涤至中性，40～80℃真空干燥6～12h，得四氧化三铁磁性纳米材料。
3.根据权利要求2所述的利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法，其特征在于，所述三价铁盐为FeCl3·7H2O或Fe2(SO4)3·xH2O中的一种，所述二价铁盐为FeCl2·4H2O或FeSO4·7H2O中的一种，其中，x=7～9。
4.根据权利要求1所述的利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法，其特征在于，步骤一种所述修饰剂为柠檬酸三钠，亚氨基二乙酸，3-巯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-5-三磷酸中的一种。
5.根据权利要求4所述的利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法，其特征在于，所述3-巯基苯甲酸和三聚氰胺的摩尔比为1:2。
6.根据权利要求1所述的利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法，其特征在于，步骤一种所述硝酸银、修饰剂、硼氢化钠的摩尔比为1：8～10：0.8～1。
7.根据权利要求1所述的利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法，其特征在于，步骤二中所述金属离子为铬离子、铅离子、汞离子和镍离子中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法，其特征在于，步骤二中所述含金属离子的水为矿物废水、工业废水或生活废水。
9.根据权利要求1所述的利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法，其特征在于，步骤二中所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液。
10.根据权利要求1所述的利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法，其特征在于，步骤二中所述洗脱剂为盐酸、硝酸、硫酸或醋酸中的一种，其中所述洗脱剂的浓度为2mol/L。
说明书
利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法
技术领域
本发明属于分析化学技术领域，具体涉及一种利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法。
背景技术
纳米银是一种粒径在25nm左右的金属银单质，对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性。银纳米颗粒由于其独特的光学、电学、催化等性质，在金属离子、小分子、DNA及蛋白质的分析检测等方面得到了广泛的应用。银纳米颗粒在一定的条件下易聚集，当加入金属离子后，金属离子可以跟银纳米颗粒发生聚集，这样就开发了一种灵敏度较高的检测金属离子的方法。
痕量金属元素的浓度通常非常低且基体干扰不能完全消除，因而测定前分离富集的样品前处理技术显得非常重要。金属离子的检测有报道了很多前处理方法，其中较新颖的方法就是利用磁性纳米材料对金属离子进行吸附、洗脱然后检测，而本发明提供的是一种磁性纳米材料及纳米银检测金属离子的双重富集技术，与传统的对金属离子的样品前处理技术相比，它有着富集倍数高、检测限低、灵敏度高、未使用有机溶剂对环境友好等优点，适用于低含量的金属离子的检测。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法，对于低含量的金属离子检测具有指导意义。
本发明采用如下技术方案：
利用磁性纳米材料和纳米银检测废水中金属离子的方法，包括如下步骤：
步骤一，纳米银溶液的制备：将一定量的修饰剂和一定量的硝酸银混合在一定量的去离子水中，搅拌20～40min，加入硼氢化钠，继续搅拌2～5min，待溶液的颜色稳定后即形成纳米银溶液;
步骤二，在含有金属离子的水中，加入步骤一制备好的纳米银溶液，用缓冲溶液调节pH为6.0～8.0，形成纳米银与金属离子聚集物，再加入四氧化三铁磁性纳米材料，涡旋混合，用外磁场收集产物或离心分离，倒出溶液，用洗脱剂洗脱四氧化三铁磁性纳米材料，收集洗脱剂，进原子吸收分光光度计进行含量测定。
更进一步地，步骤二中所述四氧化三铁磁性纳米材料的制备方法，包括如下步骤：将三价铁盐与二价铁盐按照摩尔比为2.0～1.6:1溶解于去离子水中，在氮气保护下，滴加氨水使体系pH为9～12，在60～80℃、搅拌速度400～600rpm下，水浴加热，恒温搅拌反应1～3h后，用去离子水洗涤至中性，40～80℃真空干燥6～12h，得四氧化三铁磁性纳米材料。
更进一步地，所述三价铁盐为FeCl3·7H2O或Fe2(SO4)3·xH2O中的一种，所述二价铁盐为FeCl2·4H2O或FeSO4·7H2O中的一种，其中，x=7～9。
更进一步地，步骤一种所述修饰剂为柠檬酸三钠，亚氨基二乙酸，3-巯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-5-三磷酸中的一种。
更进一步地，所述3-巯基苯甲酸和三聚氰胺的摩尔比为1:2。
更进一步地，步骤一种所述硝酸银、修饰剂、硼氢化钠的摩尔比为1：8～10：0.8～1。
更进一步地，步骤二中所述金属离子为铬离子、铅离子、汞离子和镍离子中的至少一种。
更进一步地，步骤二中所述含金属离子的水为矿物废水、工业废水或生活废水。
更进一步地，步骤二中所述缓冲溶液为磷酸盐缓冲溶液。
更进一步地，步骤二中所述洗脱剂为盐酸、硝酸、硫酸或醋酸中的一种，其中所述洗脱剂的浓度为2mol/L。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1、本发明利用修饰后的纳米银与金属离子形成聚集物，用四氧化三铁磁性纳米材料吸附形成双重富集，用外磁场收集产物，洗脱剂洗脱后，进原子吸收仪检测，不需要使用有机溶剂，绿色环保，灵敏度高，检测限低;
2、纳米银在修饰后能与不同的金属离子形成很强的专属性和选择性，这样共存离子间就不会产生干扰;
3、四氧化三铁磁性纳米材料的吸附能力强，能达到很高的富集倍数;
4、检测范围宽，灵敏度高，准确率高，选择性好。