一种纳米塑料的原位表面增强拉曼光谱检测方法

本发明涉及环境污染物检测，具体而言，涉及一种纳米塑料的原位表面增强拉曼光谱检测方法。

背景技术：

1、塑料污染已成为一个全球性问题，从城市到农村偏远地区，在空气中发现存在不同大小的塑料。在光降解、热降解、机械破碎、微生物降解等自然老化过程的作用下，塑料被分解成微塑料（mps）和纳米塑料（nps）。与微塑料（尺寸为1µm-5mm）相比，纳米塑料（尺寸小于1µm）具有更小的尺寸、更大的比表面积和更高的渗透性，可能对人体健康构成更大的潜在风险。特别是，光化学老化过程被证明会改变塑料的表面形貌等物理化学性质，并促进有毒化学添加剂或降解副产物的释放。毒性源于毒物类型及剂量浓度，因此鉴别纳米塑料的种类且对其含量进行测定十分必要。

2、目前，显微技术、热分析方法、光谱法等已被提出用于纳米塑料的分析和检测。扫描电子显微镜（sem）和透射电子显微镜（tem）可以提供纳米塑料表面形态结构信息。热解气相色谱-质谱法（py-gc-ms）允许检测低含量纳米塑料的数量。但是，它具有破坏性，不提供有关数量、大小或形状的信息。相比之下，光谱法更加快速简便，傅里叶变换红外光谱（ftir）被广泛运用于环境中微塑料的检测，与ftir光谱相比，拉曼技术表现出更好的空间分辨率，水干扰更低，其中表面增强拉曼光谱（sers）是检测亚微米和纳米塑料最有前途的技术之一。然而，如何更有效的利用表面增强拉曼光谱检测环境中的纳米塑料，是当前研究的热点问题。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是如何更有效的利用表面增强拉曼光谱检测环境中的纳米塑料。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种纳米塑料的原位表面增强拉曼光谱检测方法，包括：

4、步骤s1、将纳米塑料溶液进行紫外光照射处理后，加入硝酸银溶液，得到第一混合溶液；

5、步骤s2、将所述第一混合溶液进行加热反应后，干燥处理，得到固体产物；

6、步骤s3、通过拉曼光谱仪采集所述固体产物的表面增强拉曼光谱信号，实现对纳米塑料的检测。

7、较佳地，所述步骤s1中，所述第一混合溶液中硝酸银的浓度为0.005-0.015g/l。

8、较佳地，所述步骤s2中，所述加热反应的温度为40-60℃，时间为3-5h。

9、较佳地，所述步骤s1中，所述紫外光照射处理采用的紫外光强度为21.70-23.30mw/cm2。

10、较佳地，所述紫外光照射处理的时间为1-2h。

11、较佳地，所述步骤s1中，所述纳米塑料溶液中含有的纳米塑料包括ps纳米塑料、pvc纳米塑料和pet纳米塑料中的至少一种。

12、较佳地，所述步骤s1中，所述纳米塑料溶液的溶剂为水。

13、较佳地，所述步骤s3中，所述拉曼光谱仪的激发波长为532nm。

14、较佳地，所述拉曼光谱仪的激发功率为105mw。

15、较佳地，所述拉曼光谱仪的采集时间为5s。

16、与现有技术相比，本发明中，在紫外线照射下，纳米塑料吸收紫外线光子获得能量，通过一系列的键断裂和能量转移，导致纳米塑料表面不同含氧官能团的产生，其中包括具有一定还原性的羰基（c=o）。而且，纳米塑料光老化后更大的电负性，加入硝酸银溶液，使得ag+和纳米塑料通过静电相互作用彼此吸引靠近，获得更大的反应面和接触位点，更有利于纳米塑料表面的c=o将ag+还原为ag纳米颗粒（nps），ag纳米颗粒可用于增强表面增强拉曼光谱信号，因而使得最终得到的ag nps负载纳米塑料复合体在进行拉曼检测时的拉曼信号更强，从而实现对纳米塑料更高效检测。另外，本发明是在老化的纳米塑料原位还原生成银纳米粒子，银纳米粒子与纳米塑料结合更加紧密，使得银纳米粒子能够更好的发挥增强纳米塑料拉曼信号的效果，从而获得更高的检测灵敏度。

技术特征：

1.一种纳米塑料的原位表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的纳米塑料的原位表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述第一混合溶液中硝酸银的浓度为0.005-0.015g/l。

3.根据权利要求1所述的纳米塑料的原位表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述加热反应的温度为40-60℃，时间为3-5h。

4.根据权利要求1所述的纳米塑料的原位表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述紫外光照射处理采用的紫外光强度为21.70-23.30mw/cm2。

5.根据权利要求4所述的纳米塑料的原位表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述紫外光照射处理的时间为1-2h。

6.根据权利要求1所述的纳米塑料的原位表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述纳米塑料溶液中含有的纳米塑料包括ps纳米塑料、pvc纳米塑料和pet纳米塑料中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的纳米塑料的原位表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述纳米塑料溶液的溶剂为水。

8.根据权利要求1所述的纳米塑料的原位表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述步骤s3中，所述拉曼光谱仪的激发波长为532nm。

9.根据权利要求8所述的纳米塑料的原位表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述拉曼光谱仪的激发功率为105mw。

10.根据权利要求9所述的纳米塑料的原位表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述拉曼光谱仪的采集时间为5s。

技术总结
本发明涉及环境污染物检测技术领域，具体而言，涉及一种纳米塑料的原位表面增强拉曼光谱检测方法，该方法包括：将纳米塑料溶液进行紫外光照射处理后，加入硝酸银溶液，得到第一混合溶液；将所述第一混合溶液进行加热反应后，干燥处理，得到固体产物；通过拉曼光谱仪采集所述固体产物的表面增强拉曼光谱信号，实现对纳米塑料的检测。本发明能够实现对纳米塑料更高效检测。另外，本发明是在老化的纳米塑料原位还原生成银纳米粒子，银纳米粒子与纳米塑料结合更加紧密，使得银纳米粒子能够更好的发挥增强纳米塑料拉曼信号的效果，从而获得更高的检测灵敏度。

技术研发人员：代振清,李承勇,黄祺升,孙瑞坤,黄晓欣,杨玉强,宋丽明
受保护的技术使用者：广东海洋大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24