[發明專利]一種基于折光率變化率檢測水溶液中金屬離子的方法

有效

• 申請號: 202110723853.8
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113466176B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 晏波;劉駿龍;陳濤;黃祖率
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 北京百歐知識產權代理事務所(普通合伙) 11930
• 代理人: 吳泳歷

本發明“一種基于折光率變化率檢測水溶液中金屬離子的方法”，屬于重金屬檢測技術，包括：(1)繪制多種金屬鹽標準溶液的折光率?鹽濃度曲線得到各種金屬鹽溶液的折光率變化率Δn，即得到與上述多種金屬鹽標準溶液對應的一系列Δn；(2)取待測水溶液樣品,檢測可溶性物質的含量，以g/L為單位；(3)繪制待測水溶液樣品的折光率?鹽濃度曲線：得到待測樣品的折光率變化率Δn(s),(4)將Δn(s)與步驟(1)所得的一系列Δn匹配，匹配上的金屬鹽標準溶液中的金屬種類即為待測水溶液樣品中的金屬種類，實現定性檢測。可針對性解決突發或應急情況下的檢測需求。

技術領域

本發明涉及重金屬檢測技術，特別涉及一種基于折光率變化率檢測水溶液中金屬離子的方法。

背景技術

隨著工業及城鎮化進程的推進，人們生活日益便捷的同時污染也愈發嚴重，其中重金屬污染不容忽視。重金屬不但會通過徑流和淋洗作用污染地表水，還會通過食物鏈的方式進入人體內，對于重金屬的富集人體難以代謝，最終直接或間接危害人體器官的健康。

常規的重金屬檢測方法主要有紫外分光光度法（UV），原子熒光光譜法（AFS），原子吸收光譜法（AAS），電感耦合等離子體發射光譜法（ICP）等，這些方法靈敏度高、分析效能高，但分析周期較長，無法達到即時檢測的目的，同時待測水體需要經過預處理或添加顯色劑等，操作較繁瑣，不適合突發或應急情況使用。

折光率是有機化合物最重要的物理常數之一，它能精確而方便地測定出來，作為液體物質純度的標準，它比沸點更為可靠；現有技術中常常通過液體折光率檢測和計算液體濃度，常用于物質檢測、醫藥檢測、食品行業等。但是尚未見到基于折光率變化率來對溶液中金屬離子進行檢測的報道。

發明內容

針對上述領域的需求和空白，本發明提供一種簡便、有效、即時的方法來判別水體中重金屬物質的方法。發明人發現，不同金屬水溶液的折光率變化率之間存在微小的差異，基于該發現設計了本發明的方法來判別水體中重金屬物質種類，可利用現有設備（如阿貝折光儀）即時判別待測樣品中重金屬種類，進而針對性解決突發或應急情況下的檢測需求。

具體技術方案如下：

1. 一種基于折光率變化率檢測水溶液中金屬離子的方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）繪制多種金屬鹽標準溶液的折光率-鹽濃度曲線：在預定溫度條件下配制多種金屬鹽標準溶液，濃度以g/L為單位，并對每種金屬鹽標準溶液進行至少3個濃度梯度稀釋；

在相同的預定溫度下采用折光儀測量檢測每種金屬鹽標準溶液所有梯度稀釋液的折光率，根據金屬鹽標準溶液的稀釋液的濃度及其對應的折光率，為每種金屬鹽標準溶液繪制曲線并以n=a+Δn*c模型擬合，其中n為折光率，c為溶液濃度，Δn為折光率變化率，即得到與上述多種金屬鹽標準溶液對應的一系列Δn，其中Δn至少精確到小數點后第5位；

（2）取待測水溶液樣品, 檢測可溶性物質的含量，以g/L為單位；

（3）繪制待測水溶液樣品的折光率-鹽濃度曲線：對待測液體樣品進行至少3個梯度的稀釋，使每個梯度稀釋液中可溶性物質的濃度落入步驟1所得折光率-鹽濃度曲線的濃度范圍內，然后在步驟（1）中所述預定溫度條件及測定條件下采用折光儀測量每個稀釋樣品溶液的折光率；

根據折光率和待測樣品的每個稀釋液中可溶性物質的含量繪制曲線并以n=a+Δn*c模型擬合得到待測樣品的Δn(s), 即待測樣品的折光率變化率，其取值至少精確到小數點后第5位；

（4）將步驟（3）所得Δn(s) 與步驟（1）所得的一系列Δn進行匹配，將出現以下兩種結果：

i. 與步驟（1）所得的一系列Δn中的一個Δn相匹配，匹配上的金屬鹽標準溶液金屬種類即為待測水溶液樣品中的金屬種類，實現定性檢測；