[发明专利]一种检测铝离子浓度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测铝离子浓度的方法，属于分析检测领域。

背景技术

铝，一种人们最常用的金属之一，它的危害虽已被大多数人所熟知，但未受到足够的重视。研究证实，食品中含铝量过高，将导致人的早期衰老，铝在脑中蓄积可引起大脑神经的退化，记忆力衰退，智力和性格也会受到影响，甚至呈现老年性痴呆。因此，对铝离子的检测在环境保护和人体健康方面，具有很重要的意义。世界卫生组织的研究表明，人体每公斤体重每天允许摄入的铝不能超过1 mg。我国规定饮用水中含铝量不得高于0.2mg／L (7.4 mM)。 

与传统的铝离子的检测方法，如原子吸收法，离子色谱法，电化学检测等方法相比，比色法具有方便，快速，可以实现现场分析等优点。

目前报道的比色法，有基于铝离子与金属滴定指示剂络合反应而显色的方法，修饰纳米金与铝离子的络合反应，而导致金纳米粒子聚集而显色的方法。由于金属滴定指示剂络合铝离子显色反应准确度不高，而金纳米粒子合成方法简便，成熟，所以在实际的应用中更有意义。例如，在2009年，在ChemComm，Zhenxin Wang报道了基于五肽修饰金纳米粒子与铝离子络合从而引起金纳米离子的聚集，通过紫外吸收峰来确定铝离子浓度。该方法虽然对铝离子具有较好的选择性，但是需要修饰金纳米粒子，还需要使用紫外吸收分光光度计等仪器操作，无法用肉眼来观察识别不同铝离子溶度。

发明内容

本发明提供了一种检测铝离子浓度的方法，这是一种通过视觉观察颜色的改变来测定铝离子浓度的方法。与传统的纳米金聚集显色的方法相比，该方法操作简单，目视比色测铝离子的浓度可以达到1mM, 灵敏度高且具有良好的选择性，无需任何仪器，可以方便、快速地应用于铝离子的现场检测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种检测铝离子浓度的方法是在金纳米粒子溶胶中加入酸溶液，当待测溶液中有铝离子存在时，金纳米粒子发生聚沉，产生颜色上的差别，根据颜色差别用比色法来判定待测溶液中铝离子的浓度。

所述的金纳米粒子表面吸附有柠檬酸根。

所述的金纳米粒子的直径为5-50 nm。

所述的金纳米粒子溶胶的浓度为10-150 mg/L。

所述的酸是硫酸、硝酸、盐酸、高氯酸中的一种或多种混合物；所述的硫酸溶液的浓度为1-10mmol/L，所述的高氯酸溶液、硝酸溶液和盐酸溶液的浓度均为2-15mmol/L。

本发明的方法的原理是：在金纳米粒子溶胶中加入适量的无机酸，当溶液中有铝离子存在时，铝离子可以和纳米金表面吸附的柠檬酸根络合，使纳米金聚集显色。该铝离子柠檬酸根络合物在低的浓度下，能有效地使纳米金聚集显色，从而产生颜色上的差别。通过比色检测的方法就可以达到高灵敏检测的目的，与传统的纳米金聚集显色的方法相比，有以下的优点：

（1）    该方法由于与修饰的纳米金的聚集相比，实验条件简单，易于操作。

（2）    利用该方法，比色检测铝离子的浓度可以达到1mM，低于饮用水中的的铝离子含量标准（7.4uM）。

（3）    该方法且具有良好的选择性，其它的金属离子几乎不受干扰，如Hg（II），Fe（III），Cd（II），Ag（I），Cu（II），Ni（II）Zn（II），Mn（II），Co（II），Pb(II)。

（4）    无需任何仪器，方便，快速，可以广泛地应用于现场铝离子的检测。

附图说明

图1为不同浓度的铝离子的比色分析图。

图2为其它金属离子的干扰。

具体实施方式

金纳米粒子溶胶的合成：金纳米粒子的合成采用柠檬酸三钠还原的方法。将0.1-10g氯金酸固体（HAuCl₄·4H₂O）溶解到100mL的水溶液中，取出1mL在稀释到100mL，转入烧瓶中冷凝回流加热至沸腾。然后快速注入2-15mL柠檬酸三钠溶液(C₆H₅Na₃O₇·2H₂O，0.5-5g /100mL)。继续加热回流，得到金纳米粒子溶胶。

   溶液的配制方法：金纳米粒子溶胶中加入无机酸，制成测试液。加入标准浓度的铝离子浓度，或者干扰离子，与不加被测试物的比对。

   按照上述的方法进行试验，如：

实施例子1

金纳米粒子溶胶            50 mg/L