专利名称：一种水样中过氧化氢的检测方法
技术领域：
本发明涉及过氧化氢的检测，尤其是涉及一种水样中过氧化氢的检测方法。
背景技术：
H2O2作为一种重要的化工产品，兼具杀菌漂白、氧化和消毒等多种功效。它的应用十分广泛，所以对过氧化氢含量的测定在生物制药、食品科学、工业分析、环境监测和临床化学等领域具有非常重要的意义。现在检测H2O2时采用的主要手段有荧光法、化学发光法、电化学法、光谱法和滴定法等。近年来，电化学方法，尤其是基于酶的直接电化学的无媒介体生物传感器得到了迅速的发展。但是基于酶必须在特定的条件下才具有催化活性，而且其价格及其昂贵，所以有必要去发明一种更加方便且廉价的技术应用于过氧化氢的检测。随着材料学的不断发展，目前很多纳米复合材料应用于生物医学设备，大大提高了这些设备的使用性能。其中，石墨烯自从被发现以来一直是人们研究的热点，它是一种二维的单原子层材料，sp2碳原子紧密排列成蜂窝状(Science, 2004, 306:666-669; NatureMaterials, 2007,6:183-191 )。石墨烯具有相当高的比表面积(Chemistry ofMaterials, 2007，19:4396-4404)和良好的生物相容性(Small, 2011，17:1569-1578)，这些性能使其在生物医学领域有着广泛的应用。
发明内容
本发明的目的是提供简便快速、稳定性好、灵敏度高、成本较低的一种水样中过氧化氢的检测方法。本发明包括以下步骤:I)将壳聚糖分散的石墨烯加入到含有过氧化氢与指示剂3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺的混合溶液中，然后在紫外光谱仪中进行等时间间隔的光谱扫描，在波长652nm处获得四甲基联苯胺氧化产物的最大吸收峰；2)固定石墨烯、甲基联苯胺的浓度，通过改变过氧化氢的浓度，在波长652nm处测量时间吸光度曲线，获得过氧化氢浓度吸光度线形关系；3)再利用不同水样分别配制两种不同浓度的过氧化氢溶液，然后利用步骤2)的方法对过氧化氢溶液进行测量。在步骤I)中，所述3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺的浓度可为10 200 μ mol L—1 ;所用石墨烯是在天然高分子壳聚糖存在下，乙酸水溶液中直接剥离石墨制取所得，其浓度优选在20 260 μ gmL4范围内；在步骤3)中，所述过氧化氢溶液的浓度优选在0.01 ΙΟΟμ οΙ L—1范围内；所述测量时，过氧化氢溶液与四甲基联苯胺溶液及其石墨烯分散液的体积比可为2:1:1;水样中过氧化氢可检测的浓度范围在0.01 ΙΟΟμπιοΙ L'本发明 利用了石墨烯材料较强的电子传输能力，使其在过氧化氢分解过程中可以作为一种高效的催化剂，本发明以壳聚糖分散的石墨烯作为核心催化体系，以3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺(TMB)作为指示剂，以紫外光谱仪作为辅助测试工具，方便，快捷，稳定性好，制备成本较低。最后，试验结果表明其具有很好的准确度与精确度。
图1是本发明中过氧化氢、石墨烯、四甲基联苯胺的混合液在不同时间间隔下的紫外光谱扫描图。在图1中，横坐标为波长(nm)，纵坐标为吸光度。图2是本发明中在固定石墨烯，四甲基联苯胺浓度的条件下在652nm处测量不同过氧化氢浓度的时间吸光度曲线。在图2中，横坐标为时间(S)，纵坐标为吸光度(652nm)。图3是本发明所得的过氧化氢浓度与吸光度的线性关系。在图3中，横坐标为过氧化氢(μ M),纵坐标为吸光度(652nm)。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。实施例1、石墨烯的制备将石墨粉与壳聚糖按质量比1:1 (本实施例中均为500mg)加入到500mL质量分数为0.5%的乙酸水溶液中，超声40h，经静置、离心处理得到壳聚糖分散的石墨烯储备液，在本实施例中最终所得石墨烯的浓度为120微克每毫升实施例2、简易检测方法的说明配置IOOmL浓度为100 μ mol L—1的四甲基联苯胺溶液，500mL浓度为100 μ mol L—1的过氧化氢溶液及其IOOmL浓度为120 μ g mL—1的石墨烯分散液，然后各取100、200、100 μ L混合，最后进行等时间间隔的紫外光谱扫描。经扫描曲线可以获知，四甲基联苯胺氧化产物在652nm处有特征吸收峰，这样我们就获得其基本检测原理，即在石墨烯催化作用下，过氧化氢快速分解产生氧化性物质，而这些物质会将四甲基联苯胺氧化，四甲基联苯胺的氧化产物在紫外652nm处有特征吸收峰。这样，就可以确定过氧化氢的浓度与四甲基联苯胺氧化产物的关系，进而利用这一关系，来测定未知样品中过氧化氢的含量。实施例3、不同浓度过氧化氢的时间吸光度曲线获取按实施例2制备四甲基联苯胺溶液，石墨烯分散液，过氧化氢溶液。另外再配置浓度分别为80、60、40、20、10、2、1、0.1 μ mol I71的过氧化氢溶液。然后将各浓度的过氧化氢溶液分别与四甲基联苯胺，石墨烯分散液按体积比2: I: I进行混合，将各混合液分别在紫外-近红外光谱仪中，固定波长652nm处进行时间-吸光度光谱扫描，扫描时间设定为2000s。找出各光谱曲线在600s处的吸光值，然后作过氧化氢浓度-吸光度曲线。实施例4、不同水样中过氧化氢的检测分别用3种不同水样-自来水,湖水,商业用水配制浓度为15 μ mol I/1与25 μ molL—1的过氧化氢溶液，其它溶液按实施例2配制。按实施例3操作测量吸光度时间曲线，最后取600s处的吸光值，根据实施例3中获取的线形关系获取相应的浓度值。表I
权利要求
1.一种水样中过氧化氢的检测方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将壳聚糖分散的石墨烯加入到含有过氧化氢与指示剂3，3’，5，5’-四甲基联苯胺的混合溶液中，然后在紫外光谱仪中进行等时间间隔的光谱扫描，在波长652nm处获得四甲基联苯胺氧化产物的最大吸收峰； 2)固定石墨烯、甲基联苯胺的浓度，通过改变过氧化氢的浓度，在波长652nm处测量时间吸光度曲线，获得过氧化氢浓度吸光度线形关系； 3)再利用不同水样分别配制两种不同浓度的过氧化氢溶液，然后利用步骤2)的方法对过氧化氢溶液进行测量。
2.如权利要求1所述一种水样中过氧化氢的检测方法，其特征在于在步骤I)中，所述3，3’，5，5’ -四甲基联苯胺的浓度为10 200ymol L'
3.如权利要求1所述一种水样中过氧化氢的检测方法，其特征在于在步骤I)中，所述石墨烯是在天然高分子壳聚糖存在下，乙酸水溶液中直接剥离石墨制取所得，其浓度在20 260 μ g mL—1范围内。
4.如权利要求1所述一种水样中过氧化氢的检测方法，其特征在于在步骤3)中，所述过氧化氢溶液的浓度在0.01 100 μ mo I L—1范围内。
5.如权利要求1所述一种水样中过氧化氢的检测方法，其特征在于在步骤3)中，所述测量时，过氧化氢溶液与四甲基联苯胺溶液及其石墨烯分散液的体积比为2:1:1。
6.如权利要求1所述一种水样中过氧化氢的检测方法，其特征在于在步骤3)中，水样中过氧化氢检测的浓 度范围在0.01 ΙΟΟμπιοΙ L'
全文摘要
一种水样中过氧化氢的检测方法，涉及过氧化氢的检测。提供简便快速、稳定性好、灵敏度高、成本较低的一种水样中过氧化氢的检测方法。1)将壳聚糖分散的石墨烯加入到含有过氧化氢与指示剂3，3’，5，5’-四甲基联苯胺的混合溶液中，然后在紫外光谱仪中进行等时间间隔的光谱扫描，在波长652nm处获得四甲基联苯胺氧化产物的最大吸收峰；2)固定石墨烯、甲基联苯胺的浓度，通过改变过氧化氢的浓度，在波长652nm处测量时间吸光度曲线，获得过氧化氢浓度吸光度线形关系；3)再利用不同水样分别配制两种不同浓度的过氧化氢溶液，然后利用步骤2)的方法对过氧化氢溶液进行测量。
文档编号G01N21/33GK103234933SQ20131015458
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者翁建, 王振兵 申请人:厦门大学