专利名称：利用磁性碳包铁纳米粒子富集重金属离子的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及重金属离子的分离富集技术，特别涉及一种利用磁性碳包铁纳米粒子富集重金属离子的装置。
背景技术：
科学技术和生产实践的发展对化学检测要求越来越高，为准确测定低含量目标检测物，人们采用分离富集的方法排除基体或其他物质干扰并对目标检测物富集是其达到分析仪器的检测限。目前，对于微量重金属的检测，往往需要电感耦合等离子体原子发射光谱或原子吸收光谱仪与原子荧光光谱仪等多台仪器。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种利用磁性碳包铁纳米粒子富集重金属离子的装置。本实用新型的目的通过下述技术方案实现一种利用磁性碳包铁纳米粒子富集重金属离子的装置，包括磁性碳包铁纳米粒子和磁分离装置；所述的磁性碳包铁纳米粒子优选为采用氩电弧等离子体法制备得到的磁性碳包铁纳米粒子，可参考周纯等，直流碳弧法合成碳包铁纳米粒子的研究，炭素技术，2006， 4(25) :6 9 ；步骤(1)中所述的磁性碳包铁纳米粒子更优选通过包含以下步骤的制备方法得到用双氧水按照Ig磁性碳包铁纳米粒子和40mL双氧水(体积百分比30% )的比例，超声波震荡1小时；分离得到磁性碳包铁纳米粒子，洗涤，干燥，得到吸附能力更强的磁性碳包铁纳米粒子；所述的磁分离装置优选包括电源和电磁铁两部分；更优选地，所述的电磁铁的外表面包覆一层塑料层，优选包括聚四氟乙烯薄膜层， 这是为防止电磁铁在酸性介质中的腐蚀。本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果该装置结构简单，能通过磁分离技术快速实现待检元素的分离富集，可实现单台设备多元素快速测定，对食具容器的安全性能进行检测，准确度高，操作简单。
图1本实用新型所述的装置的示意图，其中1为电源；2为电磁铁；3为聚四氟乙烯薄膜层；4为碳包铁纳米粒子。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。实施例1一种利用磁性碳包铁纳米粒子富集重金属离子的装置，包括磁性碳包铁纳米粒子 4和磁分离装置；磁分离装置优选包括电源1和电磁铁2两部分；电磁铁2的外表面包覆一层聚四氟乙烯薄膜层3，聚四氟乙烯薄膜层3是为防止电磁铁在酸性介质中的腐蚀。其中磁性碳包铁纳米粒子为根据现有技术制备得到采用氩电弧等离子体法制备碳包铁纳米粒子。碳弧法是利用正负极电极之间强大的电流产生的高温，使石墨粉和铁粉在高温下迅速汽化，并在反应器上迅速冷却形成了具有独特纳米结构的材料-碳包铁纳米粒子。将铁粉与碳粉按不同比例(Fe C = 6 4)混合制备样品负电极，正极为纯石墨电极， 置于氩气氛中(IOOOPa)直流电源起弧放电，控制放电电流为120A左右，直流电压为22V时开始放电，反应产生电离及等离子体，反应室内形成烟状的气流，在器壁上沉积形成纳米粒子。当反应结束后，收集沉积在器壁上的样品后用甲苯过滤收集到的样品，得到纳米碳包覆铁粒子粉体。应用该装置对重金属离子进行富集配制20mg/L的Cr、Ni、Cd、I^b混合标准溶液， 用0. lmol/L的NaOH调节pH值到10. 0，每IOmL混合标准溶液中加入50mg碳包铁纳米粒子，搅拌3 5min，磁分离后测定清液中待检元素浓度，计算混合溶液中碳包铁的吸附量。 测得Cr、Ni、Cd、Pb吸附量分别为3. 6mg/g、4. 8mg/g、6. 3mg/g和2. lmg/g。表明在混合溶液中碳包铁纳米粒子具有较高的吸附量，可满足痕量分析对固相萃取材料的要求。实施例2一种利用磁性碳包铁纳米粒子富集重金属离子的装置，包括磁性碳包铁纳米粒子 4和磁分离装置；磁分离装置优选包括电源1和电磁铁2两部分；电磁铁2的外表面包覆一层聚四氟乙烯薄膜层3，聚四氟乙烯薄膜层3是为防止电磁铁在酸性介质中的腐蚀。其中磁性碳包铁纳米粒子为根据如下步骤制备得到将Ig实施例1制备的碳包铁纳米粒子和40mL双氧水(体积百分比30% )混合，超声波震荡1小时，磁分离后用去离子水把双氧水彻底洗掉，再放入烘箱中110°C下干燥4小时，以彻底去掉水分，得到处理后的磁性碳包铁纳米粒子。应用该装置对食具容器进行检测按照国家标准GB 5009. 81所规定的样品处理方法，将待检不锈钢食具容器用体积百分比4%醋酸溶液浸泡Mh。取两份IOmL浸泡液，其中一份加入一定量的Cr、Ni、Cd、pb、As标准溶液，将pH调至9后定容到25mL，另一份将pH 调至9后直接定容到25mL。在每IOmL待检液中分别加入30mg经双氧水处理过的碳包铁纳米颗粒，室温震荡lOmin，通过磁分离装置移取碳包铁纳米粒子并用pH值为1的HCl溶液进行洗脱，然后测定其溶液浓度，计算回收率。将处理后的样品进行检测，并计算回收率，各元素回收率在87% 106%之间，结果见表1。表明该装置可用于实际样品检测，准确度较尚ο表1浸泡液分析结果及回收率
权利要求1.一种利用磁性碳包铁纳米粒子富集重金属离子的装置，其特征在于包括磁性碳包铁纳米粒子和磁分离装置。
2.根据权利要求1所述的利用磁性碳包铁纳米粒子富集重金属离子的装置，其特征在于所述的磁分离装置包括电源和电磁铁。
3.根据权利要求2所述的利用磁性碳包铁纳米粒子富集重金属离子的装置，其特征在于所述的电磁铁的外表面包覆塑料层。
4.根据权利要求3所述的利用磁性碳包铁纳米粒子富集重金属离子的装置，其特征在于所述的塑料层为聚四氟乙烯薄膜层。
专利摘要本实用新型公开了一种利用磁性碳包铁纳米粒子富集重金属离子的装置。该装置包括磁性碳包铁纳米粒子和磁分离装置。磁分离装置包括电源和电磁铁，其中电磁铁外面还包裹聚四氟乙烯薄膜层。该装置结构简单，轻便，可用于富集重金属离子，特别适用于对食品容器的卫生安全性能的检测。
文档编号G01N1/40GK202195977SQ201120213998
公开日2012年4月18日 申请日期2011年6月20日 优先权日2011年6月20日
发明者庞晋山, 毛凌波, 邓爱华 申请人:新会出入境检验检疫局综合技术服务中心