[發(fā)明專利]一種納米金溶液及利用該納米金溶液檢測(cè)Co2+的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110363954.5
• 申請(qǐng)日: 2011-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN102416482A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冷玉敏;吳愛國(guó)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號(hào): B22F9/24
• 分類號(hào): B22F9/24;B82Y40/00;B82Y30/00;G01N21/33;G01N21/78
• 代理公司: 北京鴻元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境科學(xué)、檢驗(yàn)化學(xué)、分析化學(xué)和計(jì)算化學(xué)領(lǐng)域，特別是涉及一種鈷離子(Co²⁺)的極度靈敏地快速比色檢測(cè)分析。

背景技術(shù)

鈷元素是人和動(dòng)物所需的基本微量元素之一。作為維生素B₁₂的組成部分，Co²⁺能夠促進(jìn)血紅蛋白細(xì)胞的形成。但是，過量的Co²⁺進(jìn)入人或動(dòng)物體內(nèi)將產(chǎn)生毒性。若人或動(dòng)物長(zhǎng)期使用被Co²⁺污染的水，Co²⁺將會(huì)產(chǎn)生毒副作用，使人或動(dòng)物患上各種各樣的疾病，如厭食、臉部發(fā)紅、血管擴(kuò)張、心率加快、貧血、心肌病等。因此測(cè)定環(huán)境水中Co²⁺含量顯得十分重要。

目前，測(cè)定Co²⁺含量的儀器設(shè)備有：電耦合等離子體發(fā)射光譜儀(ICP)、原子吸收(AAS)和原子熒光吸收(AFS)等。但是上述儀器價(jià)格昂貴、設(shè)備笨重不便于攜帶，用于測(cè)定Co²⁺含量時(shí)往往存在樣品制備步驟復(fù)雜、其它離子干擾嚴(yán)重等缺陷。目前，資金匱乏、技術(shù)不成熟或條件不具備的單位或個(gè)體無(wú)法采用上述昂貴儀器設(shè)備檢測(cè)Co²⁺，導(dǎo)致污染源擴(kuò)大或Co²⁺含量超標(biāo)的環(huán)境水被飲用。而且，上述儀器設(shè)備笨重不便于攜帶，不能用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)、實(shí)地檢測(cè)環(huán)境水中Co²⁺含量。為了避免或減少Co²⁺對(duì)環(huán)境水體造成的污染，確保人類和動(dòng)物的健康生存，必須做到單位或個(gè)人能夠?qū)崟r(shí)及實(shí)地檢測(cè)環(huán)境水中Co²⁺含量。

采用試劑的比色分析方法價(jià)格低廉便于攜帶，能夠達(dá)到上述要求。目前，比色分析法已被應(yīng)用于檢測(cè)水溶液中的Co²⁺含量。例如，華中師范大學(xué)李海兵教授課題組使用功能化納米銀檢測(cè)分析Co²⁺含量(參見文獻(xiàn)：Appl.Mater.Interfaces，2(2010)684)，比色檢測(cè)限達(dá)到7×10^-6M(其中M指代mol/L)，高于我國(guó)規(guī)定飲用水中Co²⁺含量最高限8.5×10^-7M(參見國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：National?Standards?of?P.R.China(1993)GB/T?14848-93)。

因此，研發(fā)一種具有檢測(cè)靈敏度高、檢測(cè)速度快、選擇性好以及實(shí)用性強(qiáng)的檢測(cè)環(huán)境水中Co²⁺含量的方法，并且該方法能夠達(dá)到低于8.5×10^-7M的檢測(cè)限度，將在實(shí)際應(yīng)用中，尤其是環(huán)境科學(xué)、檢驗(yàn)化學(xué)和分析化學(xué)領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)目的是針對(duì)上述檢測(cè)水溶液體系中微量Co²⁺的技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種納米金溶液以及利用該納米金溶液檢測(cè)Co²⁺的方法，該方法檢測(cè)Co²⁺的靈敏度極高，其檢測(cè)溶度能夠低于8.5×10^-7M，其檢測(cè)限甚至達(dá)到5×10^-10M，并且檢測(cè)速度快、選擇性好、成本低廉、便于攜帶，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的檢測(cè)方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，發(fā)明人在長(zhǎng)期的科研實(shí)踐基礎(chǔ)上，結(jié)合大量的實(shí)驗(yàn)制備出一種功能化納米金溶液，該納米金溶液以金鹽為納米金粒子來源，通過金硫鍵(Au-S)將含有硫元素和碳氧基團(tuán)(O＝C＝O)的離子團(tuán)簇修飾在納米金表面而得到。具體的制備方法包括如下步驟：

(1)以金鹽為金納米粒子來源，以季銨鹽為表面活性劑，硼氫化鈉(NaBH₄)、硼氫化鉀(KBH₄)或抗壞血酸(L-Ascorbic?acid)為還原劑取一定量的金鹽溶液，加入表面活性劑，攪拌后加入還原劑，制得納米金混合溶液；

所述的季銨鹽的分子式為CH₃(CH₂)_mNX(CH₃)_n(CH₂)_p(C₆H₅)_q，其中m＝7～15，n＝2或3，p＝0或1，q＝0或1，X＝Cl、Br、I或F；

(2)在所述的納米金混合溶液中加入含有巰基(-SH)和羧基(-COOH)的易溶于水的化合物，然后將得到的混合溶液的pH值調(diào)至5.0～11.0，密封攪拌后得到含硫元素和碳氧基團(tuán)(O＝C＝O)的離子團(tuán)簇修飾的納米金溶液。