一种游离氯检测试纸及其制备方法和应用与流程

本发明属于化学分析检测技术领域，具体涉及一种游离氯检测试纸及其制备方法和应用。

背景技术：

游离氯是余氯的一部分，指加入的含氯消毒剂以次氯酸和次氯酸盐的状态存在，这种余氯氧化性高、杀菌能力强。游离氯在合理的浓度范围内能够保证生活用水的安全。但超过标准浓度的游离氯的存在会导致畸变、癌变和突变，危害人体健康。因此，对水中游离氯的测定显得尤为重要。

目前，对水中游离氯的测定多采用N,N′-二乙基对苯二胺(DPD)法，它与游离氯反应可生成红色化合物。然而，DPD难于固载到试纸上，因此不利于携带到现场进行测试。一些商品化的余氯试纸可测定水中游离氯，但通常灵敏度较低，只适用于高浓度条件下游离氯的测定，对含量较低的自来水等生活用水无能为力。同时，实际水样的高浓度金属离子的存在往往造成干扰。因此，需要发展一种测定水中游离氯的高灵敏度快速检测试纸，用于实际水样的现场检测。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种快速检测水中游离氯的试纸及其制备方法，该试纸制作简单，生产成本低，操作方便快速，且较为灵敏，有利于推广使用。

为实现上述目的，本发明一种游离氯检测试纸及其制备方法和应用采用的技术方案为：

该检测试纸为在试纸上固载能与游离氯发生反应从而产生颜色变化的指示剂以及金属离子掩蔽剂制备而得。

所述试纸为多孔滤纸；

所述的指示剂为能与游离氯反应的试剂邻联甲苯胺或3,3’,5,5’-四甲基联苯胺；

所述的掩蔽剂为柠檬酸、Na₂EDTA、半胱氨酸和巯基乙酸中的一种或二种以上。

一种游离氯检测试纸的制备方法，按照以下步骤进行：将指示剂加入到聚合物溶液中，指示剂浓度为2～10mg/mL，超声溶解，取1～3μL溶液滴涂于试纸上，待试纸空气中放干后，再将10～50mg的掩蔽剂溶于聚合物中，掩蔽剂浓度为10～50mg/mL，超声溶解，取1～3μL溶液滴涂于放干了的指示剂上，在室温下干燥备用。

所述指示剂固载使用聚合物溶液，其制备方法如下：

方法一：将聚乙烯醇、增塑剂、有机溶剂和水以1：(2～6)：(50～100)：(30～70)质量比混合，常温下搅拌反应1～3小时，得聚合物A溶液；

方法二：将聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇-400、增塑剂和有机溶剂以1：(2～6)：(3～7)：(80～120)质量比混合，常温下搅拌反应1～3小时，得聚合物B溶液；

方法三：将聚氯乙烯、增塑剂、聚乙二醇和有机溶剂以1：(2～6)：(1～5)：(50～100)质量比混合，常温下反应1～3小时，得聚合物C溶液；

方法四：聚乙烯吡咯烷酮、有机溶剂和水以1：(10～50)：(0～100)质量比混合，搅拌1－3小时，得聚合物D溶液。

所述增塑剂为癸二酸二异辛酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二正辛酯、磷酸三辛酯、邻苯二甲酸二甲酯中的一种或二种以上；

所述的有机溶剂为乙醇、甲醇、乙醚、乙腈、四氢呋喃、二甲亚砜、三氯甲烷、环己烷、甲苯中的一种或二种以上。

一种游离氯检测试纸的应用，所述的快检试纸对游离氯的检测过程如下：配制游离氯标准溶液至0～5ppm，取10μL的上述溶液滴到试纸上，待溶液被试纸吸收后，利用成像设备采集试纸反应后的图像，并利用软件选定颜色均一的特定区域，求得其对应的色彩平均RGB值，将直观的图像数字化，并进行差减，得到各通道颜色变化值ΔR、ΔG、ΔB，然后利用公式计算得到颜色变化值；通过颜色变化值与浓度梯度构建水中游离氯的标准浓度曲线。取10μL的待测样品滴加到试纸上，待溶液被试纸吸收后，利用上述方法得到待测样品所引起的颜色变化值，得到的数值与构建的标准曲线比对，最终得到待测样品中游离氯的浓度。

所述成像设备为CCD、数码相机、带照相功能的手机或扫描仪。

本发明具有如下优点:

1.所制备试纸基于比色原理，操作简便快速，且反应现象直观明显；

2.试纸灵敏度高，仅需要10μL的待测液体即可实现0.2ppm游离氯的检测；

3.试纸所用指示剂固载于多孔材料中使其易于保存、便于携带，且添加了去除干扰的掩蔽剂，适用于实际水样中游离氯的现场快速检测。

附图说明

图1.试纸测定水中游离氯的标准浓度曲线；

图2.游离氯测定的比色卡。

具体实施方式

实施例1

游离氯快检试纸的制备：称取20mg邻联甲苯胺于1mL聚合物D(聚乙烯吡咯烷酮、乙醇和水以1：30：15质量比混合，常温下搅拌1小时，得聚合物D溶液)溶液中，超声溶解，取1μL上述溶液滴涂于孔径0.22μm的多孔滤纸上，室温下放置干燥。然后，称取10mg的Na₂EDTA于1mL聚合物D中，超声分散，然后用移液枪吸取2μL上述溶液，滴涂在放干的邻联甲苯胺指示剂上，室温干燥后即制备成游离氯试纸。

实施例2

游离氯快检试纸的制备：称取5mg3,3’,5,5’-四甲基联苯胺于1mL聚合物B(聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇-400、磷酸三辛酯和乙醇以1：(5：7：80质量比混合，常温下搅拌反应2小时，得聚合物B溶液)溶液中，超声溶解，取3μL上述溶液滴涂于孔径0.22μm的多孔滤纸上，室温下放置干燥。然后，称取10mg的Na₂EDTA和20mg半胱氨酸于1mL聚合物D(聚乙烯吡咯烷酮、乙醇和水以1：50：100质量比混合，常温下搅拌1小时，得聚合物D溶液)中，超声分散，然后用移液枪吸取1μL上述溶液，滴涂在放干的3,3’,5,5’-四甲基联苯胺指示剂上，室温干燥后即制备成游离氯试纸。

实施例3

实施例1中所制备的试纸对游离氯响应的标准浓度曲线：分别配制浓度为0.2,0.5,1,2,4ppm的游离氯标准溶液。各取10μL上述溶液分别滴加到试纸上，待溶液被试纸吸干后，利用平板扫描仪记录图像，以滴加10μL纯水的试纸为反应前图像，与各浓度游离氯溶液反应的试纸为反应后图像，将反应前后图像利用软件数字化，提取红绿蓝(RGB)通道值，并对反应前后各通道颜色数值进行差减，得到各通道颜色变化值ΔR、ΔG、ΔB，然后利用公式计算得到试纸与各浓度游离氯溶液反应前后的颜色变化值ED。将颜色变化值ED与游离氯浓度作图，得到试纸检测游离氯的标准浓度曲线，y＝33.798x+9.5045(R²＝0.953)，结果如图1所示。可见，在0.2—4ppm的浓度范围内指示剂颜色变化与游离氯浓度之间具有良好的线性关系，因此可以利用该浓度标准曲线对实际水样中的游离氯浓度进行定量测定。此外，由于随着游离氯浓度的增大，试纸颜色变化增强。因此，可将相应浓度下的试纸做成标准浓度比色卡，如图2所示。

实施例4

自来水样品中游离氯的测定：取实验室自来水水样10μL滴加到试纸上，待溶液被试纸吸干，与标准比色卡进行颜色比对，得到实验室自来水中的游离氯浓度小于0.2ppm。利用商品化游离氯检测仪(HANNA Instruments)对该样品进行测定，得到游离氯浓度为0.1ppm，与所制备的试纸结果一致。因此，利用所制备的试纸及标准比色卡可实现定性测定实际水样中游离氯的浓度。

实施例5

游泳池水样品中游离氯的测定：取游泳池水样10μL滴加到试纸上，待溶液被试纸吸干，与标准比色卡进行颜色比对，得到游泳池水中的游离氯浓度约为1ppm。利用商品化游离氯检测仪(HANNA Instruments)对该样品进行测定，也得到游离氯浓度为1ppm，与所制备的试纸结果一致。