[發(fā)明專利]一種利用探針化合物檢測羥基自由基濃度的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010680216.2
• 申請日: 2020-07-15
• 公開（公告）號: CN111948303B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊欣;雷宇;程雙雙;吳洋
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/34;G01N30/86
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 俞梁清

本發(fā)明屬于化學(xué)物質(zhì)檢測技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種利用探針化合物檢測羥基自由基濃度的方法，該方法包括以下步驟：步驟S1：將不同濃度的探針化合物加入含·OH的待測溶液中，形成反應(yīng)液，利用色譜檢測反應(yīng)液中探針化合物的濃度，得到探針化合物的表觀準(zhǔn)一級衰減速率；步驟S2：繪制探針化合物的色譜標(biāo)準(zhǔn)曲線，以及定量檢測反應(yīng)液中的探針化合物的濃度。該方法通過探針化合物的標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制，以及多次測量不同濃度的探針化合物與待測溶液形成的反應(yīng)液中的探針化合物的表觀準(zhǔn)一級衰減速率，使得最終得到的·OH的濃度值不受探針化合物影響，大大提高了檢測的精準(zhǔn)度。該方法消去了由于探針化合物的揮發(fā)和/或紫外條件下光解所帶來的檢測誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)物質(zhì)檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用探針化合物檢測羥基自由基濃度的方法。

背景技術(shù)

高級氧化技術(shù)(Advanced oxidation process,AOP)可以通過產(chǎn)生如羥基自由基(·OH)，硫酸根自由基(SO₄·^-)等高活性的氧化活性物種有效去除水體中的有機(jī)微污染物并使病原體失活。其中，基于羥基自由基的高級氧化技術(shù)在污染水體修復(fù)和水體深度處理方面有著十分廣泛的應(yīng)用。因此，水體中羥基自由基的濃度的測定就顯得尤為重要。但由于羥基自由基具有存在壽命短和穩(wěn)態(tài)時(shí)的濃度低的特性，實(shí)驗(yàn)室研究常用的常規(guī)檢測技術(shù)難以直接測定。例如，在紫外/過氧化氫AOP體系中羥基自由基的濃度約為10^-15至10^-12M(本發(fā)明中M表示mol/L)，遠(yuǎn)低于常規(guī)色譜和光譜方法的檢測范圍。因此，近年來探針化合物常被用于間接檢測羥基自由基的濃度水平。

在目標(biāo)自由基與探針化合物的二級反應(yīng)速率常數(shù)已知的情況下，可以通過檢測探針化合物的衰減計(jì)算目標(biāo)自由基的濃度。理想狀態(tài)下，探針化合物需具備以下特性，如性質(zhì)穩(wěn)定，易于檢測且選擇性地只和目標(biāo)自由基反應(yīng)等。硝基苯(nitrobenzene，NB)與羥基自由基反應(yīng)活性很強(qiáng)(二級反應(yīng)速率常數(shù)k＝3.9×10⁹M^-1s^-1)，但與水環(huán)境中其他共存的活性自由基(如硫酸根自由基，碳酸根自由基，單線態(tài)氧等)幾乎不反應(yīng)。NB性質(zhì)穩(wěn)定且可以用常規(guī)高效液相色譜技術(shù)檢測。因此，在之前的研究中，硝基苯常用作探針化合物定量檢測羥基自由基的濃度。

現(xiàn)有技術(shù)中利用NB作為探針化合物檢測羥基自由基濃度的方法卻存在嚴(yán)重不足。一方面，NB會(huì)與·OH快速反應(yīng)，NB的加入必然會(huì)消耗體系中的·OH從而使測定的·OH濃度偏低，且使用不同濃度的NB往往得到同一待測物不同的羥基自由基濃度。因此，人們使用盡量小濃度的NB以最小化NB對·OH的消耗。但另一方面，由于常規(guī)色譜等分析技術(shù)檢測限的原因，研究者們又不得不使用較高的NB濃度以保證測量結(jié)果的精準(zhǔn)。例如，同樣是用NB作為探針化合物測定紫外/過氧化氫AOP體系和紫外/氯AOP體系中·OH的濃度，使用的NB劑量從nM到μM級別不等，這可能會(huì)導(dǎo)致相同反應(yīng)體系中所測得的·OH濃度具有巨大差異。

羥基自由基(·OH)濃度是影響AOP工藝中污染物去除轉(zhuǎn)化效率及工程應(yīng)用成本的重要因素，因此，對羥基自由基(·OH)濃度精準(zhǔn)測量十分有必要。

因此，希望提供一種能更加精準(zhǔn)測量羥基自由基濃度的方法，且兼具高效、簡便且成本低等特點(diǎn)，是十分有必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種利用探針化合物(Probe compound，以下簡稱PC)檢測羥基自由基濃度的方法，本發(fā)明所述方法測量羥基自由基(·OH)濃度不受探針化合物濃度的影響，測得的羥基自由基濃度精準(zhǔn)度顯著提高。

一種利用探針化合物檢測羥基自由基濃度的方法，包括以下步驟：