用于检测铅离子的组合物和方法
【专利摘要】本发明公开了含有乙烯基聚合物和对铅离子有选择性的离子载体(例如，苯胺共聚物)的组合物，以及这些组合物的制造方法。所述组合物例如能够用于检测样品中的铅离子。
【专利说明】用于检测铅离子的组合物和方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及用于检测样品中的诸如铅离子等金属离子的组合物和方法。
【背景技术】
[0002]过去近十年间，已经开发出用于定量确定痕量铅离子的多种分析技术。已知电位计的离子选择性电极(ISE)是用于灵敏且快速地确定铅离子的低成本工具。但是，由于不必要的浸出和吸收效应，常规液体接触型聚氯乙烯(PVC)类电位计型传感器的检测极限已被限制为微摩尔范围。另外，目前可用的大多数铅离子用离子选择性传感器的工作寿命通常不超过六个月。
[0003]已经采用多种方法来提高检测极限，例如通过采用以下方法优化离子缓冲液:I)在将常量痕量一次离子保持在10_13M~10_nM的内填充液(IFS)中添加乙二胺四乙酸(EDTA)和次氮基三乙酸(NTA)，2)使用离子交换树脂Dowex C-350,3)引入干扰离子Et4NNO3,4)仅将IFS中的一次离子减少至10_7M，5)对传感膜施加外部电流，6)旋转膜电极传感器，7)将离子载体共价键合至聚合物主链，和8)用离子液体掺杂PVC。但是，这些方法都不能同时实现低检测极限和长传感器寿命。对能够可靠地检测和测定样品中的痕量水平铅离子的耐久型电极传感器存在需求。
【发明内容】
[0004]本文公开的一些实施方式提供了一种包含苯胺共聚物和乙烯基聚合物的组合物，其中，所述苯胺共聚物包含至少一种可选地具有取代基的2-羟基-5-磺酸苯胺作为第一单体单元和至少一种苯胺作为第二单体单元。
[0005]在一些实施方式中，所述第一单体单元由式I表示:
[0006]
【权利要求】
1.一种包含苯胺共聚物和乙烯基聚合物的组合物，其中，所述苯胺共聚物包含至少一种可选地具有取代基的2-羟基-5-磺酸苯胺作为第一单体单元和至少一种苯胺作为第二单体单元。
2.如权利要求1所述的组合物，其中，所述第一单体单元由式I表示:
3.如权利要求2所述的组合物，其中，R1是氢并且R2是氢。
4.如权利要求2所述的组合物，其中，所述供电子基团是Cu烷基。
5.如权利要求1~4中任一项所述的组合物，其中，所述苯胺共聚物包含至少约5摩尔％的所述第一单体单元。
6.如权利要求1~4中任一项所述的组合物，其中，所述苯胺共聚物包含至少约10摩尔％的所述第一单体单元。
7.如权利要求1~4中任一项所述的组合物，其中，所述苯胺共聚物包含约20摩尔％的所述第一单体单元。
8.如权利要求1~4中任一项所述的组合物，其中，所述苯胺共聚物的所述第一单体单元与所述第二单体单元的摩尔比为约1:99~约50:50。
9.如权利要求1~4中任一项所述的组合物，其中，所述苯胺共聚物的所述第一单体单元与所述第二单体单元的摩尔比为约20:80。
10.如权利要求1~9中任一项所述的组合物，其中，所述苯胺共聚物作为纳米颗粒存在。
11.如权利要求10所述的组合物，其中，所述纳米颗粒的平均尺寸为约50nm~约500nmo
12.如权利要求10所述的组合物，其中，所述纳米颗粒的平均尺寸为约250mn~约300nmo
13.如权利要求1~12中任一项所述的组合物，其中，所述组合物为薄膜、膜、箔或其组合的形式。
14.如权利要求1~13中任一项所述的组合物，其中，所述乙烯基聚合物选自由聚氟乙烯(PVF)、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、PVA(聚乙烯基醇)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚四氟乙烯(PTFE)、氯乙烯的共聚物及其组合组成的组，其中，所述共聚物包含不超过50重量％的一种或多种共单体，其中，所述一种或多种共单体是乙酸乙烯酯或乙烯基醇。
15.如权利要求1~13中任一项所述的组合物，其中，所述乙烯基聚合物是氯乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物。
16.如权利要求1~13中任一项所述的组合物，其中，所述乙烯基聚合物是氯乙烯、乙酸乙烯酯和乙烯基醇的共聚物。
17.如权利要求15~16中任一项所述的组合物，其中，所述乙烯基聚合物包含约50重量％~约90重量％的氯乙烯。
18.如权利要求15~17中任一项所述的组合物，其中，所述乙烯基聚合物包含约3重量％~约50重量％的乙酸乙烯酯。
19.如权利要求15~18中任一项所述的组合物,其中,所述乙烯基聚合物包含不超过30重量％的乙烯基醇。
20.如权利要求1~19中任一项所述的组合物，其中，所述组合物基本上不含增塑剂。
21.一种用于离子敏感性测定的高分子膜，所述高分子膜包含乙烯基聚合物和对铅离子有选择性的一种或多种离子载体。
22.如权利要求21所述的高分子膜，其中，所述一种或多种离子载体包含苯胺共聚物，其中，所述苯胺共聚物包含至少一种可选地具有取代基的2-羟基-5-磺酸苯胺作为第一单体单元和至少一种苯胺作为第二单体单元。
23.如权利要求22所述的高分子膜，其中，所述第一单体单元由式I表示:
24.如权利要求23所述的高分子膜，其中，R1是氢并且R2是氢。
25.如权利要求24所述的高分子膜，其中，所述供电子基团是CV6烷基。
26.如权利要求21~25中任一项所述的高分子膜，其中，所述高分子膜具有约0.5重量％~约10重量％的所述一种或多种尚子载体。
27.如权利要求21~25中任一项所述的高分子膜，其中，所述高分子膜具有约3重量％的所述一种或多种离子载体。
28.如权利要求21~27中任一项所述的高分子膜，其中，所述高分子膜包含一种或多种离子交换剂。
29.如权利要求28所述的高分子膜，其中，所述高分子膜具有约0.5重量％~约10重量％的所述一种或多种离子交换剂。
30.如权利要求28~29中任一项所述的高分子膜，其中，所述一种或多种交换剂选自由四苯基硼酸钠(NaTPB)、四苯基硼酸钾(KTPB)、四(4-氯苯基)硼酸钾(KTClPB)、四[3，5-双(三氟甲基)苯基]硼酸钾(KTFPB)、四[3，5-双(三氟甲基)苯基]硼酸钠(NaTFPB)及其组合组成的组。
31.如权利要求21~30中任一项所述的高分子膜，其中，所述高分子膜的平均厚度为约 40 μ m ~约 200 μ m。
32.如权利要求21~30中任一项所述的高分子膜，其中，所述高分子膜的平均厚度为约 60 μ m。
33.如权利要求32所述的高分子膜，其中，所述离子敏感性测定是电位测定。
34.如权利要求21~33中任一项所述的高分子膜，其中，所述高分子膜的工作寿命为大于约4个月。
35.如权利要求21~33中任一项所述的高分子膜，其中，所述高分子膜的工作寿命为大于约6个月。
36.如权利要求21~33中任一项所述的高分子膜，其中，所述高分子膜的工作寿命为大于约12个月。
37.一种用于测定铅离子的传感器，所述传感器包括:铅离子选择性电极，其中，所述铅离子选择性电极包含乙烯基聚合物和苯胺共聚物，其中，所述苯胺共聚物包含至少一种可选地具有取代基的2-羟基-5-磺酸苯胺作为第一单体单元和至少一种苯胺作为第二单体单元。
38.如权利要求37所述的传感器，其中，所述传感器还包括参照电极。
39.一种用于检测样品中的铅离子的方法，所述方法包括: 提供疑似含有一种或多种 铅离子的样品； 使所述样品与传感器接触，其中，所述传感器包括参照电极和铅离子选择性电极，其中，所述铅离子选择性电极包含乙烯基聚合物和对铅离子有选择性的一种或多种离子载体；以及 测定所述参照电极和所述铅离子选择性电极之间的电动势(EMF)。
40.如权利要求39所述的方法，其中，所述一种或多种离子载体包含苯胺共聚物，其中，所述苯胺共聚物包含至少一种可选地具有取代基的2-羟基-5-磺酸苯胺作为第一单体单元和至少一种苯胺作为第二单体单元。
41.如权利要求39~40中任一项所述的方法，其中，所述传感器是电位计型，并且以基本上为对数的关系起作用。
42.如权利要求39~41中任一项所述的方法，其中，所述样品中的铅离子浓度与测得的EMF相关。
43.如权利要求42所述的方法，其中，所述样品中的铅离子浓度与测得的EMF正相关。
44.如权利要求39~41中任一项所述的方法，其中，存在铅离子时测得的EMF大于不存在铅离子时的EMF。
45.如权利要求39~44中任一项所述的方法，其中，所述样品中的铅离子浓度为约KT3M ~约 IO-nM0
46.如权利要求39~44中任一项所述的方法，其中，所述样品中的铅离子浓度为约KT6M ~约 I (T10M。
47.如权利要求39~44中任一项所述的方法，其中，所述样品中的铅离子浓度为约，2.2 X IO-nM0
48.如权利要求39~47中任一项所述的方法，其中，使所述样品与所述传感器接触不超过约10分钟。
49.如权利要求39~47中任一项所述的方法，其中，使所述样品与所述传感器接触不超过约I分钟。·
【文档编号】C08L79/02GK103857748SQ201180074125
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2011年11月25日 优先权日:2011年11月25日
【发明者】黄美荣, 封皓, 李新贵 申请人:同济大学