一种简单快速检测CTAB的方法

一种简单快速检测ctab的方法
技术领域
1.本发明属于化工领域，具体涉及一种以核固红为稳定剂，agno3和nabh4为反应试剂，采用化学还原法制备得到agncs。并应用于十六烷基三甲基溴化铵(ctab)的检测。


背景技术：

2.贵金属纳米簇由于量子尺寸效应、小尺寸效应表现出与众不同的光、电以及化学性能而成为近年来纳米材料研究领域的热点之一。其较小的尺寸、无毒性以及光稳定性等，都使其作为一种新型的荧光探针在化学检测及生物标记、催化等领域具有广泛的应用前景。目前合成银纳米簇的方法很多有化学还原法、光还原法、模板法、辐射法、超声波法、反相微乳法等，这些合成方法在合成效率、重现性、稳定性方面等还有待进一步提高。ctab的检测在环境等领域有重要意义。


技术实现要素：

3.本发明的旨在以核固红为稳定剂，agno3和nabh4为反应试剂，采用化学还原法制备得到agncs。并应用于ctab的检测。该方法具有合成的agncs效率高、重现性、稳定性好等优点，且便于大规模合成。应用于检测ctab的检测灵敏度高。
4.为实现上述目的，本发明的实施方案为：一种简单快速检测ctab的方法，包括如下步骤：(1) 以核固红为稳定剂，agno3和nabh4为反应试剂，采用化学还原法制备得到agncs。
5.(2) 十六烷基三甲基溴化铵(ctab)加入到agncs溶液中，agncs的荧光强度有效被淬灭，当ctab浓度在0.01
‑
1.0 mmol/l的范围内，银纳米簇的荧光强度降低程度与其呈现良好的线性关系，检出限6.1
´
10
‑
9 mol/l。于是，建立了一种简单快速检测ctab的方法。
6.步骤(1)中，所用agno
3 溶液、核固红、和nabh4的浓度分别为1.0
´
10
‑
4 m、1.0
´
10
‑
3 m、1.5m。
7.步骤（2）中，检测介质的最佳ph为4.35。
8.优化的是，合成银纳米簇agno3在合成溶液中的浓度为1.0
´
10
‑
4 m；核固红在整个合成溶液中的浓度为1.0
×
10
‑
3 m；nabh4在整个合成溶液中的浓度为1.5 m；合成水溶性荧光银纳米簇的反应时间最优为4小时。
9.本发明方法合成的水溶性荧光银纳米簇的荧光发射波长在490~500 nm，激发波长为370 nm，且纳米簇的粒径平均在1.4 nm。
10.本发明的方法采用只需加入agno
3 溶液、核固红、和nabh4，反应体系较为简单、操作简易、成本低，便于大规模合成。
附图说明
11.图1是本发明实施例合成的水溶性荧光银纳米簇的荧光光谱图；
图2是本发明实施例水溶性荧光银纳米簇的透射电子显镜(tem)和晶格表征图。
12.图3是agncs在不同浓度的ctab存在时的荧光发射光谱图。
13.图4是 agncs荧光强度变化值di
f
与ctab浓度的线性关系图。
具体实施方式
14.下面结合具体实验实例对本发明作进一步详细的描述。
15.(1) 所用溶液的准备：核固红溶液的制备：准确称取固体核固红 0.0357g，配制成1.0
×
10
‑
3 mol/l的溶液，以此为母液，使用时再将该溶液稀释到需要的浓度。
16.agno3溶液的制备：准确称取agno3固体0.0849 g，配制成浓度为0.01 mol/l的agno3溶液50 ml以此为母液，使用时再将该溶液稀释到需要浓度。
17.nabh4溶液的配制：准确称取0.7566 g的nabh4固体配制成0.8 mol/l的溶液，以此为母液，使用时再将该溶液稀释到需要浓度。
18.naoh溶液的配制：准确称取2.0 gnaoh固体配制成0.2 mol/l的储备液。
19.b
‑
r缓冲溶液的配制：准确称取0.6183 g硼酸于烧杯中，用二次水充分溶解，依次取0.57 ml乙酸和0.685 ml磷酸于另一烧杯中，加适量水混合均匀，将两个烧杯中的溶液转移至 250 ml容量瓶中定容，即配得0.04 mol/l的三酸溶液。分别取一定体积的上述三酸溶液于容量瓶中，然后按b
‑
r缓冲溶液配制比例往容量瓶中加入不同体积的0.2 mol/l的naoh水溶液，配制得所需ph值的b
‑
r缓冲溶液。
[0020] (2) 水溶性荧光银纳米簇的制备：在50 ml烧杯中先加入2.0 ml的1.0
×
10
‑
4 mol/lagno3溶液，再加入3.0 ml1.0
×
10
‑
3 mol/l核固红溶液并充分震荡后加入13.0 ml蒸馏水，最后加入2.0 ml0.8 mol/l硼氢化钠溶液。在40℃下反应4 h，观察发现溶液会先褪色至无色后又逐渐变成金黄色。
[0021] (3) 水溶性荧光银纳米簇合成条件优化过程：各物质的浓度(合成溶液中的最终浓度)对合成的银纳米簇荧光的影响，主要从合成的银纳米簇的荧光强度相对强弱进行考察。
[0022]
通过控制变量法对agncs的制备条件进行了优化。分别从硝酸银浓度、硼氢化钠浓度、核固红浓度、反应时间和反应温度进行了一系列的优化。
[0023]
根据实验结果可知，反应物浓度对制备的agncs荧光强度有一定的影响，当核固红浓度为1.0
×
10
‑
4 mol/l、硝酸银浓度为1.0
×
10
‑
5 mol/l、硼氢化钠浓度为0.08 mol/l时，所制备的银纳米簇荧光强度最强。这可能是因为，在此条件，核固红能最大程度的稳定ag原子，防止其团聚，从而达到荧光最强的效果。
[0024]
另外，本文也对制备agncs的反应时间和反应温度进行了探究。从实验结果可知当反应温度为40℃时，所制备的agncs的荧光强度最强。可能是因为温度过高或过低都会影响核固红对ag原子的稳定作用。当反应时间为4 h时可得到荧光强度最强的agncs，这可能是因为制备agncs后，ag原子在一段时间后还是会有部分发生团聚，从而导致agncs的荧光强度降低。
[0025]
（4）检测ctab的条件优化探究了不同ph(1.81～5.72)下，agncs与ctab反应的荧光降低程度di
f
。从实验结
果可知，当ph为4.35时，荧光降低程度di
f
达到最高值。所以选择ph=4.35为最佳反应ph。
[0026]
反应的时间对agncs检测ctab也有一定影响。结果所示，随着反应时间的增加，荧光变化强度di
f
逐渐增加，在10 min时达到稳定。因此，我们选择最佳反应时间为10 min。
[0027]
实验在4℃
‑
80℃范围内，探究了反应温度对agncs检测ctab的影响，从图可知在温度为30℃时，agncs的荧光强度降低值di
f
达到最大。可能是温度升高后，破坏了agncs的稳定性，从而影响了agncs对ctab的检测。
[0028]
图1为合成的水溶性荧光纳米簇的荧光光谱光谱图。由图1可知，荧光发射波长在500 nm左右，激发波长为370 nm。制备的水溶性荧光纳米簇的透射电镜表征结果如图2所示。
[0029]
由图2可知，所制备的银纳米簇粒径较小，平均粒径为1.4 nm且分散较好。高分辩透射电镜结果(图2所示)表明，合成的纳米粒子晶格距离为2.27
ꢀå
对应为ag(102) 晶格。
[0030] 图3在最佳实验条件下制备了银纳米簇，通过荧光分光光度计检测该银纳米簇的荧光强度和不同浓度ctab的关系。实验结果如图3所示，当ctab浓度增大时，银纳米簇的荧光强度就会逐渐降低。如图4所示，当ctab浓度在0.01
‑
1.0 mmol/l范围内，ctab的浓度和体系的荧光强度变化值di
f
(空白组体系荧光与加入ctab后体系荧光的差值)呈线性关系，得到其线性回归方程di
f
=47.69+447.5 c(c为ctab浓度，mmol/l)，相关系数为0.9945，计算此方法的检出限(3s/k,其中s为空白样品的标准偏差，k为标准曲线的斜率)为6.1
´
10
‑
9 mol/l。
[0031]
还需要说明的是，本发明的具体实施例只是用来示例性说明，并不以任何方式限定本发明的保护范围，本领域的相关技术人员可以根据上述一些说明加以改进或变化，但所有这些改进和变化都应属于本发明权利要求的保护范围。