一種檢測鋁離子濃度的方法
2023-10-06 01:14:14
專利名稱：一種檢測鋁離子濃度的方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測鋁離子濃度的方法，屬於分析檢測領域。
背景技術：
鋁，一種人們最常用的金屬之一，它的危害雖已被大多數人所熟知，但未受到足夠的重視。研究證實，食品中含鋁量過高，將導致人的早期衰老，鋁在腦中蓄積可引起大腦神經的退化，記憶力衰退，智力和性格也會受到影響，甚至呈現老年性痴呆。因此，對鋁離子的檢測在環境保護和人體健康方面，具有很重要的意義。世界衛生組織的研究表明，人體每公斤體重每天允許攝入的鋁不能超過1 mg。我國規定飲用水中含鋁量不得高於O.aiig / L (7. 4 mM)。與傳統的鋁離子的檢測方法，如原子吸收法，離子色譜法，電化學檢測等方法相比，比色法具有方便，快速，可以實現現場分析等優點。目前報導的比色法，有基於鋁離子與金屬滴定指示劑絡合反應而顯色的方法，修飾納米金與鋁離子的絡合反應，而導致金納米粒子聚集而顯色的方法。由於金屬滴定指示劑絡合鋁離子顯色反應準確度不高，而金納米粒子合成方法簡便，成熟，所以在實際的應用中更有意義。例如，在2009年，在ChemComm，Zhenxin Wang報導了基於五肽修飾金納米粒子與鋁離子絡合從而引起金納米離子的聚集，通過紫外吸收峰來確定鋁離子濃度。該方法雖然對鋁離子具有較好的選擇性，但是需要修飾金納米粒子，還需要使用紫外吸收分光光度計等儀器操作，無法用肉眼來觀察識別不同鋁離子溶度。
發明內容
本發明提供了一種檢測鋁離子濃度的方法，這是一種通過視覺觀察顏色的改變來測定鋁離子濃度的方法。與傳統的納米金聚集顯色的方法相比，該方法操作簡單，目視比色測鋁離子的濃度可以達到ImM，靈敏度高且具有良好的選擇性，無需任何儀器，可以方便、 快速地應用於鋁離子的現場檢測。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
一種檢測鋁離子濃度的方法是在金納米粒子溶膠中加入酸溶液，當待測溶液中有鋁離子存在時，金納米粒子發生聚沉，產生顏色上的差別，根據顏色差別用比色法來判定待測溶液中鋁離子的濃度。所述的金納米粒子表面吸附有檸檬酸根。所述的金納米粒子的直徑為5-50 nm。所述的金納米粒子溶膠的濃度為10-150 mg/L。所述的酸是硫酸、硝酸、鹽酸、高氯酸中的一種或多種混合物；所述的硫酸溶液的濃度為1-lOmmol/L，所述的高氯酸溶液、硝酸溶液和鹽酸溶液的濃度均為2-15mmol/L。本發明的方法的原理是在金納米粒子溶膠中加入適量的無機酸，當溶液中有鋁離子存在時，鋁離子可以和納米金表面吸附的檸檬酸根絡合，使納米金聚集顯色。該鋁離子檸檬酸根絡合物在低的濃度下，能有效地使納米金聚集顯色，從而產生顏色上的差別。通過比色檢測的方法就可以達到高靈敏檢測的目的，與傳統的納米金聚集顯色的方法相比，有以下的優點
(1)該方法由於與修飾的納米金的聚集相比，實驗條件簡單，易於操作。(2)利用該方法，比色檢測鋁離子的濃度可以達到ImM，低於飲用水中的的鋁離子含量標準(7. 4uM)。(3)該方法且具有良好的選擇性，其它的金屬離子幾乎不受幹擾，如Hg (II)，Fe (III), Cd (II), Ag (I), Cu (II), Ni (II)Zn (II), Mn (II)，Co (II)，Pb(II)。(4)無需任何儀器，方便，快速，可以廣泛地應用於現場鋁離子的檢測。
圖1為不同濃度的鋁離子的比色分析圖。圖2為其它金屬離子的幹擾。
具體實施例方式金納米粒子溶膠的合成金納米粒子的合成採用檸檬酸三鈉還原的方法。將 0. I-IOg氯金酸固體(HAuCl4 · 4H20)溶解到IOOmL的水溶液中，取出ImL在稀釋到IOOmL, 轉入燒瓶中冷凝回流加熱至沸騰。然後快速注入2-15mL檸檬酸三鈉溶液(C6H5Na3O7 ·2Η20， 0. 5-5g /100mL)。繼續加熱回流，得到金納米粒子溶膠。溶液的配製方法金納米粒子溶膠中加入無機酸，製成測試液。加入標準濃度的鋁離子濃度，或者幹擾離子，與不加被測試物的比對。按照上述的方法進行試驗，如 實施例子1
金納米粒子溶膠50 mg/L
高氯酸酸4 mM
改變不同鋁離子的濃度((TlOO mM)，當不加鋁離子時，溶液為酒紅色，而當鋁離子的濃度為IOOmM時，溶液為灰白色，當鋁離子的濃度為50mM的時候顏色為淡灰色，當鋁離子濃度為IOmM時，溶液顏色為紫色，當鋁離子濃度為5mM時，溶液為紫紅色，當鋁離子溶度為ImM 時，溶液顏色為淡淡的酒紅色，得到標準濃度下不同顏色深度的納米金溶液，如圖1所示。實施例子2
金納米粒子溶膠50 mg/L
硫酸2 mM
不同金屬離子的影響(濃度為10uM)，如圖2所示，只有鉛離子有幹擾。在加入鉛離子時，溶液不變色，為酒紅色，過了兩分鐘後，溶液變成紫色。以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種檢測鋁離子濃度的方法，其特徵在於在金納米粒子溶膠中加入酸溶液，當待測溶液中有鋁離子存在時，金納米粒子發生聚沉，產生顏色上的差別，根據顏色差別用比色法來判定待測溶液中鋁離子的濃度。
2.根據權利要求1所述的檢測鋁離子濃度的方法，其特徵在於所述的金納米粒子表面吸附有檸檬酸根。
3.根據權利要求1所述的檢測鋁離子濃度的方法，其特徵在於所述的金納米粒子的直徑為5-50 nm。
4.根據權利要求1所述的檢測鋁離子濃度的方法，其特徵在於所述的金納米粒子溶膠的濃度為10-150 mg/L。
5.根據權利要求1所述的檢測鋁離子濃度的方法，其特徵在於所述的酸是硫酸、硝酸、鹽酸、高氯酸中的一種或多種混合物；所述的硫酸溶液的濃度為1-lOmmol/L，所述的高氯酸溶液、硝酸溶液和鹽酸溶液的濃度均為2-15mmol/L。
全文摘要
本發明提供了一種檢測鋁離子濃度的方法，在金納米粒子溶膠中加入酸溶液，當待測溶液中有鋁離子存在時，金納米粒子發生聚沉，產生顏色上的差別，根據顏色差別用比色法來判定待測溶液中鋁離子的濃度。與傳統的納米金聚集顯色的方法相比，該方法操作簡單，目視比色測鋁離子的濃度可以達到1mM,靈敏度高且具有良好的選擇性，無需任何儀器，可以方便、快速地應用於鋁離子的現場檢測。
文檔編號G01N21/78GK102565047SQ20121000014
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月4日 優先權日2012年1月4日
發明者孫建軍, 陳珊 申請人:福州大學