脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的制备方法及其应用与流程

本发明涉及一种银纳米粒溶液的制备方法及其应用。更具体地说，本发明涉及一种脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的制备方法及其应用。
背景技术：
：在众多有毒重金属中，镉的危害性极大。在工业和生产流程中，大部分镉以Cd2+的形式被排放到自然界中。当空气、水和食物受到Cd污染后，Cd能够通过食物链在动物和人体内的肺、肾脏和肝脏等重要器官中长期积累，从而对人和自然界造成巨大的危害。大量的镉被摄入，可引起慢性和急性中毒，甚至可引发一些癌症。因此，如何实现高灵敏性、高选择性和即时快速的检测镉离子尤为重要。目前，传统的检测Cd2+的方法主要有电化学分析法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法和分子荧光光谱法等。虽然这些分析方法具有较高的选择性和灵敏度，但是也存在难以克服的缺陷，比如，需要专业仪器，成本较高，检测时间较长，且需要对样品进行复杂的前处理。因此在现场检测的应用中受到了很大的限制。技术实现要素：本发明的一个目的是提供一种脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的制备方法，该方法简便可行、工艺条件稳定、重现性好、所用试剂安全易得，通过简单的一锅法一步反应就得到表面功能化的银纳米粒。由该方法制备的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液单分散性好、颗粒均匀、性能稳定、光学性质优良。本发明的还一个目的是提供一种应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法，该方法用于对镉离子的可视化及定量检测，检测中选择性和抗干扰性好，方法简便、快捷、易于操作。为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将脱氢胆酸加入体积分数为10％的乙醇水溶液中，形成浓度为2×10-4mol/L的脱氢胆酸溶液；步骤二、将AgNO3加入重量份数为90份的水中，形成浓度为1×10-4mol/L的AgNO3水溶液；步骤三、在搅拌下向步骤二中制备的AgNO3水溶液中加入重量份数为0.012份的NaBH4，搅拌2min，之后加入重量份数为0.09～0.11份的浓度为1×10-2mol/L的柠檬酸钠水溶液，搅拌2min，最后入重量份数为4.4～4.5份的步骤一中制备的脱氢胆酸溶液，继续搅拌2h，即得脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液。一种应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法，包括以下步骤：步骤1.1、向3.5mL脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.42mL去离子水，再加入0.08mL不同浓度的含镉离子的去离子水溶液，混合均匀，放置20min后，分别得到镉离子的最终浓度为0mol/L的溶液a、9×10-7mol/L的溶液b、2×10-6mol/L的溶液c、4×10-6mol/L的溶液d、1×10-5mol/L的溶液e、5×10-5mol/L的溶液f，备用；步骤1.2、对步骤1.1中的每份溶液进行紫外检测，得到每份溶液对应的紫外可见吸收光谱图，分别计算出每份溶液对应的紫外可见光吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值R；步骤1.3、以步骤1.2中的每份溶液对应的紫外可见光吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值R为纵坐标，以10为底数的每份溶液的摩尔浓度的对数lgC为横坐标，绘制标准曲线并计算线性方程；步骤1.4、向3.5mL脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.45mL去离子水，再加入0.05mL浓度为7.2×10-5～4×10-3mol/L的含镉离子的饮用水，混合均匀，放置20min后，得到镉离子的最终浓度为9×10-7～5×10-5mol/L的溶液g，对所述溶液g进行紫外检测，得到所述溶液g对应的紫外可见吸收光谱图，再计算出所述溶液g对应的紫外可见吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值，将其带入步骤1.3中得到的线性方程中，计算得到所述溶液g中镉离子的摩尔浓度。优选的是，所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述线性方程为R＝3.6973+0.59181×lgC。优选的是，所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述步骤1.4中对溶液g进行紫外检测后，还包括：对所述溶液g进行比色检测的步骤，其中，所述溶液g中镉离子的最终浓度为1×10-6～4×10-6mol/L时为棕褐色，大于4×10-6mol/L时为酒红色。优选的是，所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液对溶液g中镉离子的比色检测限为1×10-6mol/L。本发明至少包括以下有益效果：一、本发明的制备方法简便可行、工艺条件稳定、重现性好、所用试剂安全易得，通过简单的一锅法一步反应就得到表面功能化的银纳米粒溶液。二、本发明制备的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液在水中单分散性好，溶液颜色为亮黄色，粒径为6-12nm，紫外共振吸收峰在390-405nm，稳定性好，存放一个月后，其性能基本没有改变。三、本发明制备的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液对一些常见的金属离子不发生可视性颜色变化和光学变化，从而实现了对镉离子的选择性检测。四、本发明制备的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液在一些常见的金属离子存在下仍然可以实现对镉离子的选择性检测，具有较好抗干扰能力。五、本发明在检测过程中通过明显颜色变化和紫外可见吸收光谱图的变化对镉离子进行识别和检测，该方法简便快捷，易于操作。六、本发明提供的制备方法可操作性好，一般实验室均有条件完成操作。所制备的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液可通过可视性的颜色变化实现对镉离子的快速识别和检测，可以广泛应用于分析检测中。本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本发明所述的实施例4中脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的透射电子显微镜图；图2为本发明所述的实施例4中脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液在不同pH值下的紫外可见吸收光谱图中在波长为398nm处的吸光度；图3为本发明所述的实施例4中向脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中分别加入相同体积和浓度的含镉离子及其它金属离子的去离子水溶液后的紫外可见吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处吸光度的比值；图4为本发明所述的实施例4中向脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中分别加入相同体积和浓度的含镉离子和干扰金属离子的去离子水溶液后的紫外可见吸收光谱图；图5为本发明所述的实施例4中向脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中分别加入相同体积、不同浓度的含镉离子的去离子水溶液后的紫外可见吸收光谱图；图6为本发明所述的R与lgC的线性关系图；图7为本发明所述的实施例4中溶液h的紫外可见吸收光谱图；图8为本发明所述的实施例4中向脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中分别加入相同体积、不同浓度的含镉离子的饮用水后的紫外可见吸收光谱图；图9为本发明制备脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的工艺流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。实施例1本发明提供一种脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将脱氢胆酸加入体积分数为10％的乙醇水溶液中，形成浓度为2×10-4mol/L的脱氢胆酸溶液；步骤二、将AgNO3加入重量份数为90份的水中，形成浓度为1×10-4mol/L的AgNO3水溶液；步骤三、在搅拌下向步骤二中制备的AgNO3水溶液中加入重量份数为0.012份的NaBH4，搅拌2min，之后加入重量份数为0.09份的浓度为1×10-2mol/L的柠檬酸钠水溶液，搅拌2min，最后入重量份数为4.4份的步骤一中制备的脱氢胆酸溶液，继续搅拌2h，即得脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液。其中，AgNO3水溶液与NaBH4的反应方程式如下：2AgNO3+4NaBH4+6H2O→2Ag+2NaNO3+2HBO3+7H2本发明采用硼氢化钠还原法，以硝酸银作为银源，硼氢化钠作为还原剂，去离子水作为反应溶剂，首先生成裸露的银纳米粒，脱氢胆酸和柠檬酸钠作为稳定剂，脱氢胆酸和柠檬酸钠分子结构中含有羧基，用于银纳米粒的表面修饰，从而一锅反应制得脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液，且只有在柠檬酸钠的存在下，才能制备出稳定性好的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液。裸露的银纳米粒表面缺电子，脱氢胆酸的侧链含有羧基，羧基可以提供电子，裸露的银纳米粒表面会吸附含羧基的脱氢胆酸，从而得到脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液。脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液在水中有较好的单分散性，其紫外共振吸收峰位在390～405nm，溶液颜色为亮黄色，粒径为6～12nm。一种应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法，包括以下步骤：步骤1.1、向3.5mL脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.42mL去离子水，再加入0.08mL不同浓度的含镉离子的去离子水溶液(即溶剂为去离子水)，混合均匀，放置20min后，分别得到镉离子的最终浓度为0mol/L的溶液a、9×10-7mol/L的溶液b、2×10-6mol/L的溶液c、4×10-6mol/L的溶液d、1×10-5mol/L的溶液e、5×10-5mol/L的溶液f，备用；步骤1.2、对步骤1.1中的每份溶液进行紫外检测，得到每份溶液对应的紫外可见吸收光谱图，分别计算出每份溶液对应的紫外可见光吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值R；步骤1.3、以步骤1.2中的每份溶液对应的紫外可见光吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值R为纵坐标，以10为底数的每份溶液的摩尔浓度的对数lgC为横坐标，绘制标准曲线并计算线性方程；步骤1.4、向3.5mL脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.45mL去离子水，再加入0.05mL浓度为7.2×10-5～4×10-3mol/L的含镉离子的饮用水(即溶剂为饮用水)，混合均匀，放置20min后，得到镉离子的最终浓度为9×10-7～5×10-5mol/L的溶液g，此时溶液g中镉离子的浓度未知，对所述溶液g进行紫外检测，得到所述溶液g对应的紫外可见吸收光谱图，再计算出所述溶液g对应的紫外可见吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值，将其带入步骤1.3中得到的线性方程中，计算得到所述溶液g中镉离子的摩尔浓度。银纳米粒溶液的颜色与其粒径大小及颗粒间距有关，当银纳米颗粒间距明显小于粒径，就容易发生团聚，并且发生一系列光学变化。通过紫外可见吸收光谱图的变化，得出线性方程，通过线性方程可进行定量检测。所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述线性方程为R＝3.6973+0.59181×lgC。线性方程也可以写成R＝3.6973+0.59181×lg[C]。所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述步骤1.4中对溶液g进行紫外检测后，还包括：对所述溶液g进行比色检测的步骤，其中，所述溶液g中镉离子的最终浓度为1×10-6～4×10-6mol/L时为棕褐色，大于4×10-6mol/L时为酒红色。银纳米粒溶液的颜色与其粒径大小及颗粒间距有关，当银纳米颗粒间距明显小于粒径，就容易发生团聚，并且发生颜色变化，通过颜色变化可对镉离子进行快速识别和定性检测，宏观上溶液颜色由黄色变为红色或绿色。利用银纳米粒溶液的颜色和光学变化，在控制银纳米粒粒径的同时，结合各种表面改性方法，就可以设计出多种多样的银纳米粒传感器，从而实现对镉离子的快捷、无干扰检测。本发明利用脱氢胆酸修饰的银纳米粒表面脱氢胆酸中羰基与镉离子之间的络合作用，可得到镉离子的比色传感器，由于这种特异性的络合作用，可使脱氢胆酸修饰的银纳米粒发生聚集，从而表现出颜色和紫外吸收峰的变化，故可用做检测镉离子的传感器。表1为向3.5mL新制的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.42mL去离子水，再加入0.08mL不同浓度的含镉离子的去离子水溶液，混合均匀，放置20min后，对每份溶液进行比色检测的结果。表1不同浓度的含镉离子的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的比色检测结果镉离子的最终浓度(mol/L)含镉离子的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的颜色0亮黄色9×10-7棕褐色1×10-6棕褐色2×10-6棕褐色3×10-6酒红色4×10-6酒红色5×10-6酒红色6×10-6酒红色7×10-6酒红色8×10-6酒红色由表1可知，镉离子的最终浓度为9×10-7～2×10-6mol/L时脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的颜色变为棕褐色，镉离子的最终浓度大于2×10-6mol/L时脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的颜色变为酒红色。因而可通过颜色变化对镉离子进行快速识别和定性检测。所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液对溶液g中镉离子的比色检测限为1×10-6mol/L。即根据比色照片可以目测的最低浓度。实施例2本发明提供一种脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将脱氢胆酸加入体积分数为10％的乙醇水溶液中，形成浓度为2×10-4mol/L的脱氢胆酸溶液；步骤二、将AgNO3加入重量份数为90份的水中，形成浓度为1×10-4mol/L的AgNO3水溶液；步骤三、在搅拌下向步骤二中制备的AgNO3水溶液中加入重量份数为0.012份的NaBH4，搅拌2min，之后加入重量份数为0.11份的浓度为1×10-2mol/L的柠檬酸钠水溶液，搅拌2min，最后入重量份数为4.5份的步骤一中制备的脱氢胆酸溶液，继续搅拌2h，即得脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液。其中，AgNO3水溶液与NaBH4的反应方程式如下：2AgNO3+4NaBH4+6H2O→2Ag+2NaNO3+2HBO3+7H2本发明采用硼氢化钠还原法，以硝酸银作为银源，硼氢化钠作为还原剂，去离子水作为反应溶剂，首先生成裸露的银纳米粒，脱氢胆酸和柠檬酸钠作为稳定剂，脱氢胆酸和柠檬酸钠分子结构中含有羧基，用于银纳米粒的表面修饰，从而一锅反应制得脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液，且只有在柠檬酸钠的存在下，才能制备出稳定性好的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液。裸露的银纳米粒表面缺电子，脱氢胆酸的侧链含有羧基，羧基可以提供电子，裸露的银纳米粒表面会吸附含羧基的脱氢胆酸，从而得到脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液。脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液在水中有较好的单分散性，其紫外共振吸收峰位在390～405nm，溶液颜色为亮黄色，粒径为6～12nm。一种应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法，包括以下步骤：步骤1.1、向3.5mL脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.42mL去离子水，再加入0.08mL不同浓度的含镉离子的去离子水溶液(即溶剂为去离子水)，混合均匀，放置20min后，分别得到镉离子的最终浓度为0mol/L的溶液a、9×10-7mol/L的溶液b、2×10-6mol/L的溶液c、4×10-6mol/L的溶液d、1×10-5mol/L的溶液e、5×10-5mol/L的溶液f，备用；步骤1.2、对步骤1.1中的每份溶液进行紫外检测，得到每份溶液对应的紫外可见吸收光谱图，分别计算出每份溶液对应的紫外可见光吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值R；步骤1.3、以步骤1.2中的每份溶液对应的紫外可见光吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值R为纵坐标，以10为底数的每份溶液的摩尔浓度的对数lgC为横坐标，绘制标准曲线并计算线性方程；步骤1.4、向3.5mL脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.45mL去离子水，再加入0.05mL浓度为7.2×10-5～4×10-3mol/L的含镉离子的饮用水(即溶剂为饮用水)，混合均匀，放置20min后，得到镉离子的最终浓度为9×10-7～5×10-5mol/L的溶液g，此时溶液g中镉离子的浓度未知，对所述溶液g进行紫外检测，得到所述溶液g对应的紫外可见吸收光谱图，再计算出所述溶液g对应的紫外可见吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值，将其带入步骤1.3中得到的线性方程中，计算得到所述溶液g中镉离子的摩尔浓度。银纳米粒溶液的颜色与其粒径大小及颗粒间距有关，当银纳米颗粒间距明显小于粒径，就容易发生团聚，并且发生一系列光学变化。通过紫外可见吸收光谱图的变化，得出线性方程，通过线性方程可进行定量检测。所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述线性方程为R＝3.6973+0.59181×lgC。线性方程也可以写成R＝3.6973+0.59181×lg[C]。所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述步骤1.4中对溶液g进行紫外检测后，还包括：对所述溶液g进行比色检测的步骤，其中，所述溶液g中镉离子的最终浓度为1×10-6～4×10-6mol/L时为棕褐色，大于4×10-6mol/L时为酒红色。银纳米粒溶液的颜色与其粒径大小及颗粒间距有关，当银纳米颗粒间距明显小于粒径，就容易发生团聚，并且发生颜色变化，通过颜色变化可对镉离子进行快速识别和定性检测，宏观上溶液颜色由黄色变为红色或绿色。利用银纳米粒溶液的颜色和光学变化，在控制银纳米粒粒径的同时，结合各种表面改性方法，就可以设计出多种多样的银纳米粒传感器，从而实现对镉离子的快捷、无干扰检测。本发明利用脱氢胆酸修饰的银纳米粒表面脱氢胆酸中羰基与镉离子之间的络合作用，可得到镉离子的比色传感器，由于这种特异性的络合作用，可使脱氢胆酸修饰的银纳米粒发生聚集，从而表现出颜色和紫外吸收峰的变化，故可用做检测镉离子的传感器。表2为向3.5mL新制的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.42mL去离子水，再加入0.08mL不同浓度的含镉离子的去离子水溶液，混合均匀，放置20min后，对每份溶液进行比色检测的结果。表2不同浓度的含镉离子的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的比色检测结果镉离子的最终浓度(mol/L)含镉离子的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的颜色0亮黄色9×10-7棕褐色1×10-6棕褐色2×10-6棕褐色3×10-6酒红色4×10-6酒红色5×10-6酒红色6×10-6酒红色7×10-6酒红色8×10-6酒红色由表2可知，镉离子的最终浓度为9×10-7～2×10-6mol/L时脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的颜色变为棕褐色，镉离子的最终浓度大于2×10-6mol/L时脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的颜色变为酒红色。因而可通过颜色变化对镉离子进行快速识别和定性检测。所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液对溶液g中镉离子的比色检测限为1×10-6mol/L。即根据比色照片可以目测的最低浓度。实施例3本发明提供一种脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将脱氢胆酸加入体积分数为10％的乙醇水溶液中，形成浓度为2×10-4mol/L的脱氢胆酸溶液；步骤二、将AgNO3加入重量份数为90份的水中，形成浓度为1×10-4mol/L的AgNO3水溶液；步骤三、在搅拌下向步骤二中制备的AgNO3水溶液中加入重量份数为0.012份的NaBH4，搅拌2min，之后加入重量份数为0.1份的浓度为1×10-2mol/L的柠檬酸钠水溶液，搅拌2min，最后入重量份数为4.45份的步骤一中制备的脱氢胆酸溶液，继续搅拌2h，即得脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液。其中，AgNO3水溶液与NaBH4的反应方程式如下：2AgNO3+4NaBH4+6H2O→2Ag+2NaNO3+2HBO3+7H2本发明采用硼氢化钠还原法，以硝酸银作为银源，硼氢化钠作为还原剂，去离子水作为反应溶剂，首先生成裸露的银纳米粒，脱氢胆酸和柠檬酸钠作为稳定剂，脱氢胆酸和柠檬酸钠分子结构中含有羧基，用于银纳米粒的表面修饰，从而一锅反应制得脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液，且只有在柠檬酸钠的存在下，才能制备出稳定性好的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液。裸露的银纳米粒表面缺电子，脱氢胆酸的侧链含有羧基，羧基可以提供电子，裸露的银纳米粒表面会吸附含羧基的脱氢胆酸，从而得到脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液。脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液在水中有较好的单分散性，其紫外共振吸收峰位在390～405nm，溶液颜色为亮黄色，粒径为6～12nm。一种应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法，包括以下步骤：步骤1.1、向3.5mL脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.42mL去离子水，再加入0.08mL不同浓度的含镉离子的去离子水溶液(即溶剂为去离子水)，混合均匀，放置20min后，分别得到镉离子的最终浓度为0mol/L的溶液a、9×10-7mol/L的溶液b、2×10-6mol/L的溶液c、4×10-6mol/L的溶液d、1×10-5mol/L的溶液e、5×10-5mol/L的溶液f，备用；步骤1.2、对步骤1.1中的每份溶液进行紫外检测，得到每份溶液对应的紫外可见吸收光谱图，分别计算出每份溶液对应的紫外可见光吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值R；步骤1.3、以步骤1.2中的每份溶液对应的紫外可见光吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值R为纵坐标，以10为底数的每份溶液的摩尔浓度的对数lgC为横坐标，绘制标准曲线并计算线性方程；步骤1.4、向3.5mL脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.45mL去离子水，再加入0.05mL浓度为7.2×10-5～4×10-3mol/L的含镉离子的饮用水(即溶剂为饮用水)，混合均匀，放置20min后，得到镉离子的最终浓度为9×10-7～5×10-5mol/L的溶液g，此时溶液g中镉离子的浓度未知，对所述溶液g进行紫外检测，得到所述溶液g对应的紫外可见吸收光谱图，再计算出所述溶液g对应的紫外可见吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值，将其带入步骤1.3中得到的线性方程中，计算得到所述溶液g中镉离子的摩尔浓度。银纳米粒溶液的颜色与其粒径大小及颗粒间距有关，当银纳米颗粒间距明显小于粒径，就容易发生团聚，并且发生一系列光学变化。通过紫外可见吸收光谱图的变化，得出线性方程，通过线性方程可进行定量检测。所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述线性方程为R＝3.6973+0.59181×lgC。线性方程也可以写成R＝3.6973+0.59181×lg[C]。所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述步骤1.4中对溶液g进行紫外检测后，还包括：对所述溶液g进行比色检测的步骤，其中，所述溶液g中镉离子的最终浓度为1×10-6～4×10-6mol/L时为棕褐色，大于4×10-6mol/L时为酒红色。银纳米粒溶液的颜色与其粒径大小及颗粒间距有关，当银纳米颗粒间距明显小于粒径，就容易发生团聚，并且发生颜色变化，通过颜色变化可对镉离子进行快速识别和定性检测，宏观上溶液颜色由黄色变为红色或绿色。利用银纳米粒溶液的颜色和光学变化，在控制银纳米粒粒径的同时，结合各种表面改性方法，就可以设计出多种多样的银纳米粒传感器，从而实现对镉离子的快捷、无干扰检测。本发明利用脱氢胆酸修饰的银纳米粒表面脱氢胆酸中羰基与镉离子之间的络合作用，可得到镉离子的比色传感器，由于这种特异性的络合作用，可使脱氢胆酸修饰的银纳米粒发生聚集，从而表现出颜色和紫外吸收峰的变化，故可用做检测镉离子的传感器。表3为向3.5mL新制的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.42mL去离子水，再加入0.08mL不同浓度的含镉离子的去离子水溶液，混合均匀，放置20min后，对每份溶液进行比色检测的结果。表3不同浓度的含镉离子的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的比色检测结果镉离子的最终浓度(mol/L)含镉离子的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的颜色0亮黄色9×10-7棕褐色1×10-6棕褐色2×10-6棕褐色3×10-6酒红色4×10-6酒红色5×10-6酒红色6×10-6酒红色7×10-6酒红色8×10-6酒红色由表3可知，镉离子的最终浓度为9×10-7～2×10-6mol/L时脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的颜色变为棕褐色，镉离子的最终浓度大于2×10-6mol/L时脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的颜色变为酒红色。因而可通过颜色变化对镉离子进行快速识别和定性检测。所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液对溶液g中镉离子的比色检测限为1×10-6mol/L。即根据比色照片可以目测的最低浓度。实施例4一种脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将脱氢胆酸加入体积分数为10％的乙醇水溶液中，形成浓度为2×10-4mol/L的脱氢胆酸溶液；步骤二、将AgNO3加入90mL的去离子水中，形成浓度为1×10-4mol/L的AgNO3水溶液；步骤三、在搅拌下向步骤二中制备的AgNO3水溶液中加入12mgNaBH4，搅拌2min，之后加入100uL浓度为1×10-2mol/L的柠檬酸钠水溶液，搅拌2min，最后入5mL步骤一中制备的脱氢胆酸溶液，继续搅拌2h，即得脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液。本发明制备脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的工艺流程图如图9所示。如图1所示，从脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的透射电子显微镜图中可以看出，该溶液分散性好，平均粒径为10nm。如图3中的曲线A所示，脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外特征吸收峰为398nm。取11份相同体积的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液，用氢氧化钠和盐酸调节溶液的pH值为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12后，进行紫外检测，得到调节pH值后的11份脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外可见吸收光谱图中在波长为398nm处的吸光度A398，如图2所示，横坐标为pH值，纵坐标为调节pH值后的11份脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外可见吸收光谱图中在波长为398nm处的吸光度A398。由此可见，在pH值为4～10范围内，脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的光学稳定性较强。向13份3.5mL新制的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中分别加入0.42mL去离子水，再分别加入0.08mL浓度为1×10-4mol/L的含Cd2+、Fe2+、Na+、Li+、Mg2+、K+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Ni+、Co2+、Cu2+、Ag+的去离子水溶液，混合均匀，放置20min后，进行紫外检测，得到加入镉离子和其他阳离子后的紫外可见吸收光谱图，如图3所示，图3中，曲线A(加入空白)为3.5mL新制的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外可见吸收光谱图，曲线B为加入镉离子后的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外可见吸收光谱图，图3中，在波长为556nm处，由上到下依次为加入Cd2+、Fe2+、Na+、Li+、Mg2+、K+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Ni+、Co2+、Cu2+、Ag+和空白后的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外可见吸收光谱图。可以明显看出曲线B相对于曲线A发生明显变化，同时溶液颜色由黄色变成棕褐色，其余曲线相对于曲线A的变化非常小。说明仅有镉离子使本发明制备的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外可见吸收光谱图发生明显变化，本发明制备的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液可以实现对镉离子的选择性检测。向13份3.5mL新制的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中分别加入0.34mL去离子水，再分别加入0.03mL浓度为4×10-4mol/L的含镉离子的去离子水溶液，之后向12份加有镉离子的溶液中，分别加入0.030mL浓度为4×10-4mol/L的含干扰金属离子的去离子水溶液，干扰离子为Ni+、Na+、K+、Li+、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Co2+、Fe2+、Ag+、Cu2+、Sr2+，混合均匀，静置20min后，分别进行紫外检测，得到加入镉离子和干扰金属离子后的紫外可见吸收光谱图，如图4所示，曲线C(加入空白)为3.5mL新制的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外可见吸收光谱图，曲线D为只加入镉离子的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外可见吸收光谱图，可见只加入镉离子后的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外可见吸收光谱图相对于未加入镉离子前的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外可见吸收光谱图的变化较大，再在加入镉离子后的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入其它干扰离子，可以看出，加入干扰离子后的溶液的紫外可见吸收光谱图相对于曲线D，变化非常小，但相对于曲线C的变化仍很大，说明在干扰离子存在下，镉离子仍可使脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外吸收峰发生明显变化，同时使脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液由黄色变成棕褐色。图4中，在波长为398nm处，由下到上依次为向3.5mL新制的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入Ni+和Cd2+、Na+和Cd2+、K+和Cd2+、Li+和Cd2+、Ca2+和Cd2+、Mg2+和Cd2+、Cd2+、Ba2+和Cd2+、Co2+和Cd2+、Fe2+和Cd2+、Ag+和Cd2+、Cu2+和Cd2+、Sr2+和Cd2+、空白后的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外可见吸收光谱图。一种应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法，包括以下步骤：步骤1.1、向3.5mL脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.42mL去离子水，再加入0.08mL不同浓度的含镉离子的去离子水溶液，混合均匀，放置20min后，分别得到镉离子的最终浓度为0mol/L的溶液a、9×10-7mol/L的溶液b、2×10-6mol/L的溶液c、4×10-6mol/L的溶液d、1×10-5mol/L的溶液e、5×10-5mol/L的溶液f，备用；步骤1.2、对步骤1.1中的每份溶液进行紫外检测，得到每份溶液对应的紫外可见吸收光谱图，分别计算出每份溶液对应的紫外可见光吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值R；如图5所示，在波长为557nm处，由下至上依次为溶液a、b、c、d、e、f的紫外可见吸收光谱图，在波长为398nm处，由上至下依次为溶液a、b、c、d、e、f的紫外可见吸收光谱图。由此可见，随着镉离子浓度增加，脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液在波长为398nm处的吸收强度逐渐降低，峰形变宽，在波长为556nm处逐渐出现一个新的吸收峰，分别计算出每份溶液对应的紫外可见光吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值R，R以A556/A398表示；步骤1.3、以步骤1.2中的每份溶液对应的紫外可见光吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值R为纵坐标，以10为底数的每份溶液的摩尔浓度的对数lgC为横坐标，绘制标准曲线并计算线性方程；如图6所示。步骤1.4、向3.5mL脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.45mL去离子水，再加入0.05mL浓度为7.2×10-5～4×10-3mol/L的含镉离子的饮用水，混合均匀，放置20min后，得到镉离子的最终浓度为9×10-7～5×10-5mol/L的溶液g，此时溶液g中镉离子的浓度未知，对所述溶液g进行紫外检测，得到所述溶液g对应的紫外可见吸收光谱图，再计算出所述溶液g对应的紫外可见吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值，将其带入步骤1.3中得到的线性方程中，计算得到所述溶液g中镉离子的摩尔浓度。从而计算出饮用水中镉离子的浓度。所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述线性方程为R＝3.6973+0.59181×lgC。所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述步骤1.4中对溶液g进行紫外检测后，还包括：对所述溶液g进行比色检测的步骤，其中，所述溶液g中镉离子的最终浓度为1×10-6～4×10-6mol/L时为棕褐色，大于4×10-6mol/L时为酒红色。所述的应用脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液检测镉离子的方法中，所述脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液对溶液g中镉离子的比色检测限为1×10-6mol/L。为了检验线性方程的准确性，向3.5mL新制的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.42mL去离子水，再加入0.08mL浓度为2.25×10-4mol/L的含镉离子的去离子水溶液，得到镉离子的最终浓度为4.5×10-6mol/L的溶液h，混合均匀，放置20min后，溶液h为酒红色，对溶液h进行紫外检测，得到溶液h对应的紫外可见吸收光谱图，如图7所示，图7中，曲线E为3.5mL新制的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外可见吸收光谱图，曲线F为溶液h的紫外可见吸收光谱图，计算出溶液h对应的紫外可见吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值R为0.5212，将R带入步骤1.3中得到的线性方程中，计算得到溶液h中镉离子的摩尔浓度为4.3×10-6mol/L，与实际浓度为4.5×10-6mol/L相差不大。由上述结果可知，采用本发明提供的方法检测去离子水溶液中镉离子的浓度，具有较高的灵敏度和准确性。进一步地，将脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液应用于饮用水中镉离子浓度的检测。向3.5mL新制的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.45mL去离子水，再加入0.05mL浓度为7.2×10-5～4×10-3mol/L的含镉离子的饮用水，混合均匀，镉离子的最终浓度为9×10-7～5×10-5mol/L，放置20min后，观察溶液颜色变化，并进行比色和紫外检测。表4为向3.5mL新制的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液中加入0.45mL去离子水，再加入0.05mL不同浓度的含镉离子的饮用水，混合均匀，放置20min后，对每份溶液进行比色检测的结果。表4不同浓度的含镉离子的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的比色检测结果镉离子的最终浓度(mol/L)含镉离子的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的颜色1×10-6棕褐色2×10-6棕褐色3×10-6棕褐色4×10-6棕褐色5×10-6酒红色6×10-6酒红色8×10-6酒红色1×10-5酒红色2×10-5酒红色4×10-5酒红色5×10-5酒红色由表4可知，镉离子的最终浓度为1×10-6～4×10-6mol/L的溶液的颜色变为棕褐色，镉离子的最终浓度大于4×10-6mol/L的溶液的颜色变为酒红色。因而可通过颜色变化对含镉离子的饮用水进行快速识别和定性检测。如图8所示为加入不同浓度的含镉离子的饮用水后，脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外可见吸收光谱图，计算出各个溶液对应的紫外可见吸收光谱图中在波长为556nm和398nm处的吸光度的比值R，将R分别带入步骤1.3中得到的线性方程中，计算得到各个溶液中镉离子的摩尔浓度，如图8所示，在波长为556nm处，由下到上依次是镉离子的最终浓度为0mol/L(对应曲线G)、8.6×10-7mol/L(对应曲线H)、4.5×10-6mol/L(对应曲线I)和3.3×10-5mol/L(对应曲线J)的脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液的紫外可见吸收光谱图。与实际加入的9×10-7mol/L、4×10-6mol/L和3×10-5mol/L相差不大，说明脱氢胆酸修饰的银纳米粒溶液可通过可视性颜色变化或紫外-可见光谱实现对饮用水中镉离子的检测。尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例和实施例。当前第1页1 2 3