[發(fā)明專利]一種用于水樣中微量六價鉻含量測定的溶液及其應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810056858.4
• 申請日: 2008-01-25
• 公開（公告）號: CN101271071A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向宇;童愛軍
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水樣中污染物六價鉻的分析測定領(lǐng)域，涉及一種特異性對六價鉻響應(yīng)的功能化熒光染料的溶液及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

六價鉻是一種有害環(huán)境污染物，其來源主要是工業(yè)廢水排放。對人體而言，六價鉻為吞入性毒物/吸入性極毒物，皮膚接觸可能導(dǎo)致敏感；更可能造成遺傳性基因缺陷，吸入可能致癌，對環(huán)境有持久危險性。我國生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)(GB?5749-85)規(guī)定飲用水中六價鉻含量不得高于0.05ppm，海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB?3097-1997)要求第一至第四類海水中六價鉻含量必須分別不高于0.005、0.01、0.02、0.05ppm。

目前常用于分析六價鉻的方法有離子色譜法、原子吸收光譜法、分光光度法和熒光光譜法。其中離子色譜法、原子吸收光譜法儀器復(fù)雜，分析測試耗時較長；分光光度法和熒光光譜法儀器簡便，分析迅速，更適合于水樣中六價鉻含量的分析。本發(fā)明使用的是熒光光譜法，相比于分光光度法(如二苯碳酰二肼分光光度法(GB/T7467-1987))，具有靈敏度更高，抗背景干擾更強(qiáng)的優(yōu)勢。

在已報道的利用熒光光譜法分析水質(zhì)中六價鉻的文獻(xiàn)資料中，大多是通過六價鉻氧化熒光染料導(dǎo)致熒光淬滅的機(jī)制實現(xiàn)六價鉻的定量分析的。眾所周知，熒光增強(qiáng)，特別是熒光由無到有，比熒光淬滅分析機(jī)制的靈敏度要高得多。

目前已知的測定水樣中六價鉻的熒光光譜法多為熒光淬滅型，而熒光淬滅型的測定模式其靈敏度遠(yuǎn)不及熒光增強(qiáng)型，也不如熒光增強(qiáng)型更易于肉眼直接觀測從而簡化測定過程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的提供了一種溶液，具備與含有六價鉻的水樣混合后熒光顯著增強(qiáng)的特性。該溶液用于水樣中六價鉻的測定時，靈敏度相對目前已知的熒光淬滅型方法顯著提高，并可用于肉眼直接觀測產(chǎn)生熒光半定量測定水樣中的六價鉻。

本發(fā)明使用了一種被六價鉻氧化前后熒光由無到有的功能化熒光染料，當(dāng)水樣中不存在六價鉻時，溶液無色、無熒光，但若存在微量六價鉻，則會發(fā)出非常明亮的橙紅色熒光，同時溶液也產(chǎn)生明顯的紫色。

本發(fā)明將這種熒光染料的硫酸溶液用于多種水樣中六價鉻含量的測定。當(dāng)將待測水樣與該溶液以一定體積比混合后，即可通過液體是否有橙紅色熒光或變紫來定性判斷水樣中六價鉻的大致含量，進(jìn)一步可通過熒光光譜儀在500～575nm激發(fā)和550～625nm發(fā)射進(jìn)行精確的定量分析。

本發(fā)明提供了一種用于水樣中微量六價鉻含量測定的溶液，其特征在于，包括以下質(zhì)量百分含量各種組分：99.8～80％水、0.2～20％硫酸和1～100ppm羅丹明B酰肼。

上述溶液的應(yīng)用，其特征在于，將該溶液與待測水樣按1∶9至9∶1體積比混合后，于10～45攝氏度放置5～60分鐘后，通過熒光光譜儀在500～575nm激發(fā)和550～625nm發(fā)射，或肉眼直接觀測對含六價鉻的水樣進(jìn)行分析測定?？捎糜诟鞣N水樣中0.0026～0.104ppm六價鉻的精確定量測定。測定水樣中微量六價鉻的最佳工作環(huán)境為：99.6％水、0.4％硫酸、10ppm羅丹明B酰肼、30攝氏度放置15分鐘，熒光光度計激發(fā)光和檢測波長為560和580nm。在飲用水、河湖水和海水水樣中對六價鉻的線性響應(yīng)范圍至少為：0.0026～0.104ppm。檢測限低于0.3ppb。大多數(shù)無機(jī)鹽類十倍以上于分析物濃度時均無干擾。

發(fā)明的優(yōu)點和積極效果：

1、本發(fā)明提供的溶液可通過熒光增強(qiáng)的測定模式定量測定水樣中的六價鉻，檢測限低于0.3ppb。

2、本發(fā)明提供的溶液成本低廉，制造簡單。

3、本發(fā)明提供的溶液用于水樣中六價鉻測定時，操作簡便，分析迅速，只需簡單的熒光光譜儀或紫外燈。

4、本發(fā)明提供的溶液用于水樣中六價鉻測定時，激發(fā)光波長較長，水樣中的常見有機(jī)物雜質(zhì)在此激發(fā)波長不會發(fā)射熒光。

附圖說明

圖1本發(fā)明提供的功能性熒光染料的分子結(jié)構(gòu)示意圖

圖2本發(fā)明實施實例三溶液用于測試0～0.5ppm六價鉻水樣的熒光光譜示意圖(圖a)；本發(fā)明實施實例三溶液在0.0026～0.104ppm六價鉻濃度范圍內(nèi)的線性熒光響應(yīng)(右圖b)。

具體實施方式

本發(fā)明所提供的功能化熒光染料羅丹明B酰肼分子結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，其化學(xué)合成可參考下述方法：在100毫升圓底燒瓶中加入1.20克羅丹明B、30毫升乙醇和1毫升水合肼，加熱至80度回流3小時，然后減壓除去乙醇。將所得固體溶于50毫升1摩爾/升HCl溶液，然后緩慢加入1摩爾/升NaOH溶液至溶液pH為9和10之間。過濾出產(chǎn)生的沉淀，烘干后即為本發(fā)明所用的熒光染料羅丹明B酰肼。

本發(fā)明所指的溶液配制方法::