[發明專利]二氧化錫量子點檢測污水中重金屬離子的應用及檢測方法

有效

• 申請號: 201910569874.1
• 申請日: 2019-06-27
• 公開（公告）號: CN110161009B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 劉劍橋;翟朝霞;金國華;白羽;薛微婷;金浩;孫舒嵐
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 涂文詩;馬玉戈

本發明公開了一種二氧化錫量子點檢測污水中重金屬離子的應用和檢測方法，二氧化錫量子點具有無毒、化學穩定性好、成本低、激發光譜寬、發射光譜窄的優點，被用來作為檢測污水中重金屬離子的熒光探針。本發明還提供了二氧化錫量子點檢測污水中重金屬離子的方法，首先建立檢測各重金屬離子的熒光強度變化量與各重金屬濃度之間的定量標準曲線，該標準庫數據越多，檢測的準確性越高，然后在常溫下混合二氧化錫量子點標準溶液與待檢測溶液，測量和計算二氧化錫量子點標準溶液在反應前后的熒光強度變化量，利用定量標準曲線找到熒光強度變化量對應的重金屬離子濃度即可，本發明的二氧化錫量子點靈敏度高，在具備標準庫后，檢測簡便，具有廣泛應用前景。

技術領域

本發明涉及熒光材料技術領域，更具體地，涉及一種二氧化錫量子點檢測污水中重金屬離子的應用及檢測方法。

背景技術

污染已經成為全世界嚴重關切的問題，工業廢水排放的重金屬，可能來自于金屬電鍍設備，金屬表面處理，化學，肥料和紙板廠生產。這些重金屬離子由于其不可生物降解性和對植物，動物和人類的強毒性，對環境和公共健康帶來了重大威脅。因此，迫切需要開發一種簡易、靈敏的水中重金屬離子檢測的方法。

量子點是一種重要的低維半導體材料，其三個維度上的尺寸都不大于其對應的半導體材料的激子玻爾半徑的兩倍。量子點一般為球形或類球形，其直徑常在2-20nm之間。常見的量子點由IV、II-VI，IV-VI或III-V元素組成。量子點是一種納米級別的半導體，通過對這種納米半導體材料施加一定的電場或光壓，它們便會發出特定頻率的熒光。

現在已經有一些檢測重金屬離子的技術，如原子吸收光譜、電感耦合等離子體質譜和熒光光譜學。但是這些方法對操作人員要求較高，且檢測成本高、處理過程復雜。量子點是一種半導體納米晶體顆粒，具有寬的激發光譜和窄的發射光譜，化學穩定性和光穩定性都較強，熒光壽命長，這些特性使量子點受到越來越多的關注，量子點作為熒光探針在分析化學領域的應用成為熱點，其中包括用于檢測水中的重金屬離子。

幾種量子點已經被成功合成了，如CdS、CdTe、ZnS量子點及其復合材料。但是，其中一些含有有毒元素。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種二氧化錫量子點檢測污水中重金屬離子的應用及檢測方法，二氧化錫(SnO₂)量子點是一種環保半導體，具有無毒、化學穩定性好、成本低的優點。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

二氧化錫量子點檢測污水中重金屬離子的應用，具體可以檢測的重金屬為銅、鉛、鋅、錫、鎳、鈷、銻、汞、鎘或鉍，二氧化錫量子點的粒徑優選為2nm～10nm。

本發明還提供了二氧化錫量子點檢測污水中重金屬離子的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：制備一定濃度的二氧化錫量子點標準溶液，測定其熒光強度；

步驟S2：配制不同濃度的重金屬離子溶液，分別加入到步驟S1制備的二氧化錫量子點標準溶液中，分別對反應后的各溶液測定熒光強度，繪制重金屬離子溶液加入前后的熒光強度變化量與重金屬離子濃度之間的定量標準曲線；

步驟S3：將待檢測液體加入到步驟S1制備的二氧化錫量子點標準溶液中，測定反應后的熒光強度，計算待檢測液體加入前后的熒光強度變化量，在步驟S2制得的定量標準曲線中，找到該熒光強度變化量對應的重金屬離子的濃度。

優選地，所述重金屬為銅、鉛、鋅、錫、鎳、鈷、銻、汞、鎘或鉍。

優選地，所述步驟S1中，制備二氧化錫量子點標準溶液的方法為：將一定量的氯化亞錫和硫脲溶解于去離子水中，常溫磁攪拌得到二氧化錫量子點溶液。

優選地，氯化亞錫和硫脲的重量份數比為20～50:1。

優選地，采用熒光分光光度計測定熒光強度。