一种基于纳米晶纤维素的铅离子检测和去除方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及金属离子快速检测领域，尤其设及一种基于纳米晶纤维素的铅离子检 测和去除方法。
【背景技术】
[0002] 铅是一种稳定的不可降解的污染物，它可W与人体内的蛋白质、酶和氨基酸中的 官能团（琉基）结合，是一种严重危害人体健康的重金属元素。铅能在体内沉积，从而影响 机体的各种生理活动，沉积的铅能阻碍血细胞的形成，导致人的智力下降；沉积到一定程度 则会导致人出现精神障碍、疆梦、失眠和头痛等慢性中毒症状；更为严重的是重金属铅可导 致妊娠期问题，影响婴幼儿的生长和智力发育、神经行为和学习记忆等脑功能，有些甚至造 成痴呆。重金属铅一般W天然浓度广泛存在于自然界中，但是由于人类的工业生产活动，造 成重金属铅进入大气、水、±壤中，引起严重的环境污染。
[0003] 目前用于铅离子检测的技术主要有；（1)巧光与比色分析法（包括基于小分子、环 芳姪、聚合物的传感器和基于DNA酶和纳米颗粒的传感系统等）；（2)电化学检测；(3)酶联 免疫吸附巧LISA) ; (4)原子吸收光谱（AA巧；（5)电感禪合等离子体质谱（ICP-M巧。其中， 利用巧光分子检测铅离子需要使用价格昂贵的发光设备。ELISA成本较高，且操作复杂。电 化学检测、ICP-MS和AAS也均需要价格昂贵的仪器，且操作繁琐。并且上述方法很难同时 达到铅离子去除的目的。上述方法技术均存在应用局限。
[0004] CN 103728264 A公开了一种铅的检测方法，该方法包括W下步骤；向样品中依次 加入还原剂、掩蔽剂、显色剂，再进行光度测定。其中，通过检测吸光度进而得到样品中铅的 浓度。该方法能快速检测铅离子具有无需剧毒试剂、安全性好、抗干扰能力强、准确性高等 优点，但操作步骤较复杂，所需试剂较多，且需要显色剂，检测的铅离子也无法去除。因此有 必要建立一种可W准确测定铅离子的方法，能够简单、快速检测并去除铅离子。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种基于纳米晶纤维素的铅离子检测和去除方法，能够使 得检测更加简单、低廉、高效。
[0006] 为达此目的，本发明采用W下技术方案：
[0007] 一方面本发明提供了一种基于纳米晶纤维素（NCC)检测铅离子的方法，包括如下 步骤：
[000引 （1)首先配制纳米晶纤维素（NCC)溶液与醋酸（HAC)溶液，再将两种溶液混合；
[0009] 似向步骤（1)的混合溶液中加入待测的铅离子溶液，混合均匀；
[0010] 做再向步骤似中混合均匀的溶液加入硫化钢溶液，反应一段时间，观察溶液颜 色变化，再用紫外-可见分光光度计检测。
[ocm] 优选地，所述纳米晶纤维素溶液的终浓度为0. l-lOmg/mU例如可W是〇.5mg/ mL、0.6mg/mL、0. 7mg/mL、0. 8mg/mL、0. 9mg/mL、1. Omg/mL、1. Img/mL、1. 2mg/mL、1. 3mg/ mL、1. 4mg/mL、1. 5mg/mL、1. 6mg/mL、1. 7mg/mL、1. 8mg/mL、1. 9mg/mL 或 2. Omg/mL，优选为 0. 5-2mg/mL，进一步优选为Img/血。
[0012] 优选地，所述待测铅离子的浓度为1-lOOOyM，例如可W是7. 5yM、10yM、50yM、 60 uM、80 yM'lOO uM、120 uM、150 uM、180 yM、200 uM、250 yM、300 uM、350 yM、400 uM、 500 y M、600 y M、700 y M、800 y M、600 y M 或 1000 y M，优选为 7. 5-500 y M。
[0013] 优选地，所述紫外-可见分光光度计的检测波长为300-500nm，例如可W是300nm、 320nm、350nm、380nm、390nm、400nm、410nm、420nm 或 450nm，优选为 35〇-450nm，进一步优选 为 400nm。
[0014] 优选地，步骤（3)所述的反应时间为3-60分钟，例如可W是3分钟、5分钟、8分钟、 10分钟、12分钟、15分钟、20分钟、30分钟、40分钟、50分钟或60分钟，优选为3-40分钟， 进一步优选为10分钟。
[00巧]步骤做所述硫化钢溶液的终浓度为0. 5-lOmM，例如可W是0. 5mM、lmM、2mM、3mM、 4mM、5mM、6mM、7mM、8mM、9mM 或 lOmM，优选为 l-6mM，进一步优选为 ImM。
[0016] 作为优选技术方案，所述方法包括如下步骤：
[0017] (1)配制纳米晶纤维素溶液与醋酸溶液，并将两种溶液混合；
[001引 似向步骤（1)的混合溶液中加入待测的铅离子溶液，混合均匀；
[0019] (3)向步骤（2)混合均匀的溶液中加入硫化钢溶液，此时，纳米晶纤维素溶液的终 浓度为Img/mL，醋酸溶液的体积分数为4%，硫化钢的终浓度为ImM，反应10分钟；
[0020] (4)观察步骤（3)的溶液颜色变化，再在紫外-可见分光光度计400nm下检测吸光 值。
[0021] 优选地，所述的方法还包括：将上述步骤（3)的混合液进行离屯、，分层后上清液即 为去除了铅离子的液体。
[002引 优选地，所述离屯、的转速为10000-18000巧m，例如可W是10000巧m、11000;rpm、 12000;rpm、13000巧m、14000巧m、15000;rpm、16000巧m、17000;rpm 或 18000;rpm，优选为 13000-16000;rpm，进一步优选为 14000巧m。
[0023] 优选地，所述离屯、的时间为20-60分钟，例如可W是20分钟、25分钟、30分钟、35 分钟、40分钟、45分钟、50分钟、55分钟或60分钟，优选为25-40分钟，进一步优选为30分 钟。
[0024] 对于本领域技术人员来说，即使不明了本发明的检测原理，同样能够实施、再现本 发明，即本发明的检测原理是否清楚明了，都不影响本发明的实施和再现。本发明的一种基 于纳米晶纤维素的铅离子检测和去除方法，本发明的检测原理在于：
[0025] 当加入含铅离子的样品后，铅离子通过静电作用分散在NCC表面，此时溶液为无 色。当加入硫化钢后，溶液中形成微米级的硫化铅与NCC的复合颗粒，溶液颜色呈现为淡黄 色或褐色。NCC分散硫化铅的作用，使得溶液颜色稳定，即可通过溶液颜色变化来检测铅离 子是否存在，并且可通过离屯、分离去除样品中的铅离子。
[0026] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果；
[0027] 1)本发明的检测方法具有很好的选择性，由于本发明方法用于Ag+，Ba"，Cd"， Co 2+，化2+，化3+，Hg"，Mg"，Mn"，Ni"和化"离子检测，溶液颜色均无变化或变化不明显， 唯独能检测Pb"，溶液颜色10分钟之内就能由无色转变为褐色，而且在一定时间内保持稳 定；
[002引。本发明可通过离屯、去除铅离子，方便快捷，且NCC为可再生材料，无需修饰；
[0029] 如本发明的检测方法灵敏度高，能检测到的铅离子的最低浓度为7. 5 yM ;
[0030] 4)本发明的检测方法所需试剂少，操作简单，便于推广应用。
【附图说明】
[0031] 图1是本发明铅离子检测原理的简图。
[0032] 图2是本发明不同浓度NCC紫外分光光度计检测结果。
[0033] 图3是本发明对不同金属离子的计检测结果。
[0034] 图4是本发明真实水样铅离子的检测结果。
[0035] 图5是本发明不同浓度铅离子检测结果。
【具体实施方式】
[0036] 为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，W下结合附图并通过具体实 施方式来进一步说明本发明的技术方案，但本发明并非局限在实施例范围内。
[0037] 实施例1 ;NCC浓度对检测结果的影响
[003引 （1)配制2. 5mg/mL、5mg/mL、lOmg/mL的纳米晶纤维素溶液与16%醋酸溶液，分别 取不同浓度的纳米晶纤维素溶液0. 12mL、醋酸溶液0. 15mL和0. 21mL的去离子水混合；
[0039] 似向步骤（1)溶液中加入0. 06血待测的铅离子溶液，混合均匀；
[0040] 做再向步骤（2)中混合均匀的溶液加入0. 06血lOmM的硫化钢溶液，反应10分 钟，观察溶液颜色变化，再用紫外-可见分光光度计检测在400nm处的吸光值。
[0041] 从图2可W看出，当NCC浓度较低时，不易于硫化