[發明專利]一種基于釕納米粒子比色法檢測硫化氫的方法

有效

• 申請號: 201710446518.1
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107290337B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 趙媛;羅耀東;崔林艷;楊璇
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: G01N21/78
• 分類號: G01N21/78;G01N21/31
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于釕納米粒子比色法檢測硫化氫的方法，具體為：在水合肼存在條件下，釕納米粒子可以使偶氮染料褪色。而硫化氫能與釕納米粒子結合形成釕硫鍵(Ru?S)，使釕納米粒子降解染料的活性受到鈍化。當硫化氫濃度越高時，釕納米粒子鈍化程度越深，表現出偶氮染料越不容易褪色。利用硫化氫誘導的釕納米粒子失活，開發了一種用于檢測硫化氫的新型比色法。通過優化實驗參數，在最佳條件下該方法檢測硫化氫在5.0?100nM和100?800nM的濃度范圍內顯示出兩個良好的線性關系，檢測限為0.6nM。與文獻報告的比色法相比，該方法可實現快速分析，并且靈敏度極高，選擇性優異，能用于對于實際樣品特別是大氣中硫化氫的檢測具有重要意義。

技術領域

本發明涉及硫化氫的檢測。尤其是一種基于釕納米粒子比色法檢測硫化氫的方法，屬于 分析化學和納米技術領域。

背景技術

硫化氫是一種腐爛的雞蛋氣味，毒性高。在污水，煤礦，石油天然氣等行業會產生大量 硫化氫。另一方面，硫化氫被認為是重要的氣體信號分子，參與于各種生理過程，其含量與 各種疾病有關，如阿爾茨海默、糖尿病和肝硬化等。總而言之，硫化氫的含量不僅是一個重 要的環境指標也是重要的生物醫學指標，因此硫化氫的定量檢測對于環境具有重要意義。

目前，用于檢測硫化氫的最常見技術，如電化學，氣相色譜和熒光方法等。然而，這些 方法通常需要繁瑣的樣品和試劑制備或復雜的儀器，不適合常規實驗室和現場分析。近來， 作為經典技術的比色方法已經被廣泛用于檢測溶解的硫化氫，因為比色法與其他方法相比具 有顯著優點，例如，低成本、簡單、實用、肉眼可見等優點。

用于比色法檢測硫化氫的最常見用的納米材料是金納米粒子。原理是硫離子與是金納米 粒子結合會導致其聚集，使得表面等離子體波段向較長波長的移動，引起明顯的顏色變化， 從而達到檢測的目的。雖然這些方法非常簡單，但是對硫化氫的檢測靈敏度還遠遠不夠。最 近，已經建立了一些基于目標誘導的納米催化劑失活的比色法用于檢測硫化氫。例如，金納 米粒子具有突出的過氧化物酶活性，可以在雙氧水存在下催化無色3,30,5,50-四甲基聯苯胺 (TMB)氧化，產生有色產物。而硫離子的存在可以金納米粒子催化劑的活性失活，并且建 立了硫離子濃度與失活度之間的關系，這為硫化物濃度提供了一種途徑。因此，該方法具有 能夠放大反應以提高靈敏度的優點。但是目前基于比色法檢測硫化氫的方法靈敏度太低，不 適于微量硫化氫的檢測。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種基于釕納米粒子催化降解偶氮染料比色法檢測 硫化氫的方法，該方法不但靈敏度高，而且具有檢測時間短和選擇性高等優點，十分適用于 實際樣品中痕量硫化氫的檢測。

本發明的技術方案：首先，在水合肼存在條件下，釕納米粒子作為催化劑能將還原劑中 的電子轉移到偶氮鍵(-N＝N-)上，使偶氮鍵加氫形成氨基(-NH₂)。由于偶氮鍵為染料的發 色基團，因此偶氮鍵斷裂后染顏色由料伴隨著有色褪為無色。

其次。硫化氫存在下將與釕納米粒子結合形成釕硫鍵(Ru-S)，使釕納米粒子降解染料的 活性受到鈍化。因此，釕納米粒子催化活性取決于加入硫化氫的濃度，往降解染料體系中加 入不同濃度的硫化氫，直接表現為染料褪色時間的不同以及染料降解的反應速率不同。從而 達到檢測硫化氫的目的。

最后，需要注意的是，本發明中有關硫化氫的測定均是針對硫化鈉來完成，因為硫化鈉 是硫化氫的供給體，硫化在水溶液中會產生硫化氫。

具體工藝步驟：

1)合成釕納米粒子。前驅體為水合三氯化釕，絡合劑為聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，兩者 的單體的摩爾比為1:10。在超聲下將兩者溶解一定體積的乙二醇中，乙二醇同時充當溶劑和 還原劑。在一定溫度下可將釕的前驅體由高價還原成零價的單質。