一种基于发光铜纳米簇检测六价铬离子的方法与流程

本发明属于荧光纳米材料应用领域，具体涉及一种基于发光铜纳米簇检测六价铬离子的方法。

背景技术：

铬在环境中不同条件下有不同的价态,环境中三价铬与六价铬会互相转化，而无论是三价或是六价铬对人体都有害，并且六价铬的毒性比三价铬要高100倍，是强致突变物质，可诱发肺癌和鼻咽癌。铬主要用于金属加工、电镀、制革等行业。为了防止工业生产过程中循环水对设备的腐蚀，常须加入铬酸盐。工业废水中主要是六价铬的化合物，常以铬酸根离子(cro4^2-)存在。中国规定生活饮用水中六价铬的浓度应低于0.05毫克/升；地面水中铬的最高容许浓度为0.5毫克/升（三价铬）和0.05毫克/升(六价铬)；工业废水中六价铬及其化合物最高容许排放标准为0.5毫克/升（按六价铬计）。因而建立一种简单快捷地检测六价铬离子的方法十分重要。

金属（主要是金、银及铜）纳米簇大约由几个或是几百个原子组成，是一种新型的发光纳米材料。最近已经引起了人们极大的兴趣。金属纳米簇直径通常小于两个纳米，它的性质介于单原子和较大的纳米粒子或是大体积的贵金属之间。该尺度接近电子的费米波长，因此连续的能态性质分裂为离散的能态，并出现类似分子的尺寸依赖效应，导致了与其它纳米颗粒截然不同的光学、电学和化学性质。而铜纳米簇与金银纳米簇的生物相容性、荧光性及粒径等方面极其相近，并且经济易得，因而，铜纳米簇的研究和应用近几年逐渐引起科研工作者的关注。

技术实现要素：

本发明提供一种简单、准确的基于发光铜纳米簇检测六价铬离子的方法，用于实际水样中六价铬离子检测，证明其可操作性强。

一种基于发光铜纳米簇检测六价铬离子的方法，其具体步骤如下：

利用荧光光谱仪检测铜纳米簇的荧光发射峰的变化。在360nm的激发波长下，测定铜纳米簇在430nm波长处的荧光强度，记为f0，向铜纳米簇中加入不同浓度的六价铬离子溶液，测定含有不同浓度六价铬离子的铜纳米簇在360nm激发波长下，在430nm波长处的荧光强度，记为f，计算加入不同浓度的六价铬离子后，荧光强度的变化（f0-f）值。以六价铬离子浓度为横坐标，荧光发射峰的强度变化值为纵坐标，绘制标准曲线图。

将待测样品稀释处理后，加入到铜纳米簇中，检测荧光发射峰强度变化值，代入到标准曲线中，计算出待测样品中六价铬离子的含量。

一种基于发光铜纳米簇检测六价铬离子的方法，具有很高的选择性。相同条件下，用10mm实际水样中可能存在的干扰离子（hg²⁺,pb^2+-,fe³⁺,cu²⁺,zn²⁺,as(v),cd²⁺，ni²⁺，f^-）加入到铜纳米簇中，均未引起铜纳米簇明显的荧光猝灭，说明本方法检测六价铬离子具有高的选择性。

将铜纳米簇的浓度稀释至0.05mol/l，加入不同浓度的六价铬离子，确定铜纳米簇作为荧光探针检测六价铬离子的最低检测限为1.5×10^-3mg/l。

附图说明

图1铜纳米簇检测六价铬离子在不同ph值下荧光强度对比图。

图2六价铬离子与铜纳米簇的荧光响应图。

图3六价铬离子与铜纳米簇的线性曲线图。

图4选择性实验图。

具体实施方式

实施例1。

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述实施例说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

一种基于发光铜纳米簇检测六价铬离子的方法，具体操作步骤如下：

铜纳米簇制备，0.2ml，0.1m的硫酸铜与0.1ml,1mm单宁酸溶液加入到20ml的水中，室温下，磁力搅拌5min后，迅速加入1m的氢氧化钠溶液0.2ml，此混合液继续在50°c下磁力搅拌进行反应6h。制备的铜纳米簇的粗产品用水透析24h，将未反应的单宁酸去除，4°c保存。

用硝酸和氢氧化钠调节酸碱度，调节金纳米簇溶液的ph分别为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11及12。

将不同浓度的六价铬离子溶液加入到铜纳米簇中，在360nm的激发波长下，测定铜纳米簇在430nm波长处的荧光强度，记为f0，向铜纳米簇中加入不同浓度的六价铬离子溶液，测定含有不同浓度六价铬离子的铜纳米簇在360nm激发波长下，在430nm波长处的荧光强度，记为f，根据加入不同浓度的六价铬离子后，荧光强度的变化（f0-f）值，计算出加入六价铬离子前后金纳米簇荧光强度的变化值与六价铬离子浓度的线性关系（y=388.32x+154.43，r=0.9993）。

分别去生活用水、工业废水及电厂废水，过滤去除杂质。

将上述滤液20微升加入到铜纳米簇中，利用荧光光谱仪检测三种水样中六价铬离子对铜纳米簇的荧光强度变化值。

将加入水样滤液前后的铜纳米簇的荧光变化值带入到标准曲线中，计算三种水样中六价铬离子的含量，生活用水未检测出六价铬离子，工业废水中六价铬离子含量为0.52mg/l，电厂废水中六价铬离子含量为1.28mg/l。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于发光铜纳米簇检测六价铬离子的方法，该方法采用铜纳米簇作为荧光探针，在较宽的pH值范围内，检测六价铬离子的方法，该探针使用时的荧光激发波长为360nm，方发射波长为430 nm。六价铬离子加入到铜纳米簇中可以引起铜纳米簇强烈的荧光猝灭，其检测范围为0.02‑3.00 mg/L，最低检测限为1.5×10‑3 mg/L。此发明所提供的方法可以准确、快速地检测水样中六价铬离子的含量。

技术研发人员：曹雪玲;罗亚楠;刘发现
受保护的技术使用者：吉林化工学院
技术研发日：2017.04.21
技术公布日：2017.07.11