[发明专利]一种用于水中重金属离子检测的HAP纳米探针及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，具体涉及一种水中重金属离子检测的HAP纳米探针及其制备方法。 

背景技术

某些痕量重金属在一定浓度范围内是人体必需的微量元素，但如果进入人体内的量超过人体所能耐受的限度后，即可造成严重的生理损害，引发多种疾病。因此，治理环境废水，准确测定污染水体中重金属和过渡金属的含量是十分必要的。目前，国内外关于重金属离子检测已经有了较多的技术积累，例如，邹绍芳等人基于电化学溶出伏安法研制出了一种新型的重金属检测系统，实现了海水中锌、镉、铅、铜、锰、砷、铁和铬8种重金属元素质量浓度的自动检测(邹绍芳，门洪，李毅，王银瓶，叶学松，王平，浙江大学学报(工学版)，2005，39(11)：1708-1718)。童基均等人(童基均，汪亚明，黄文清，康锋，陈裕泉，传感技术学报，2004，1，22-25)采用丝网印刷技术，制备出了以碳为工作电极和对电极、Ag/AgCl为参比电极的三电极系统，结合微分脉冲溶出伏安技术(DPASV)，实现了多种离子的同时检测(Cu，Pb，Zn)，并对溶出条件进行了优化。另外，已见报道的方法还有微波消解FAAS法检测溶液中的重金属离子(刘伟，阎军，武刚，现代科学仪器，2002，2：73-74)，可见光-离子色谱法测定痕量金属元素(顾红梅，张新申，蒋小萍，王照丽，皮革科学与工程，2004，14(1)：27-32)，毛细管电泳单脉冲伏安法测定重金属铜铅锌镉(王立世，费新平，张水锋，张永清，分析测试学报，2005，24(1)：64-67)，等等。 

以上提到的检测方法，不仅对仪器设备有着较高的要求，往往还需要通过一系列富集手段来增大水体中重金属离子的浓度，以便于检测，这无疑是增加了检测的成本和难度。随着经济的不断发展和人民生活水平的日益改善，人们对环境质量的要求不断提高，待测环境样品数量和种类迅速增加，传统的检测技术已无法满足这种需求，因此，对环境污染物的快速检测技术需求越来越高。快速检测技术与传统检测技术相比，虽然对环境污染物的检测只能定性(或半定量)，灵敏 度和准确性也低于传统检测技术，然而，快速检测技术所具有的方便、快速、经济的优点，非常适合现场检测。近年来，国内外诸多学者对污染环境重金属快速检测技术进行了许多研究，如利用酶抑制法检测环境介质中痕量重金属(陆贻通，沈国清，华银锋，安全与环境学报，2005，5(2)：68-71)，郭玉香等人(郭玉香，徐应明，孙有光，赵秀杰，林大松，戴晓华，农业环境科学学报2006，25(2)：541-544)探讨了试纸与Cd(II)的最佳反应条件，提出了用镉试纸快速检测水体中痕量重金属Cd(II)的方法。即在水样中添加抗坏血酸和碘化钾使其浓度分别为0.005mol·L^-1和0.15mol·L^-1，使用硝酸调节水样pH值为0.4-1.0。Cd(II)与试纸反应生成蓝色络合物，颜色深浅与水体中Cd(II)浓度成正比，试纸最低检出限达0.10mg·L^-1，等。本发明采用有机/无机纳米组装超结构探针快速检测重金属离子。 

纳米组装材料是通过低维纳米材料自下而上组装而获得的有序纳米超结构材料，是近年来材料领域研究的热点之一(Yuan J.K.，Laubernds K.，Zhang Q.H.，Suib S.L.，J.Am.Chem.Soc.2003，125，4966)。这类材料由于具有普通形貌的纳米材料(如纳米粒子、纳米棒、纳米束和纳米片等)所无法比拟的物理化学活性，如大比表面积，高表面吸附活性，有的还具有很强的键合能力，因此，受到材料研究人员的青睐。纳米组装材料能被广泛地应用于药物携带、填充、催化、存贮等领域，还可以将其用于重金属离子吸附，以治理环境。在这类材料中，羟基磷灰石因其独特的组成及特殊的物理化学性能，引起研究者的足够重视。羟基磷灰石(hydroxyapatite，Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)简称HA或HAP，广泛地存在于人体和动物骨骼和牙齿中。HAP纳米组装材料具有其他纳米组装材料所不具备的活性，如溶解度更高，表面积更大，生物活性更好，且具有抑癌作用及良好的生物兼容性和稳定性等，有着广阔的应用前景。