[发明专利]一种水介质中C60纳米晶体颗粒浓度测定的方法

说明书

技术领域

木发明涉及纳米材料领域，尤其涉及一种水介质中C60纳米晶体颗粒浓度测定过程中提高nC60脱稳效率的方法。

背景技术

C60是碳的第三种同素异形体，是富勒烯家族中的一员。C60独特的结构使其广泛应用在电子、光学和药学等领域[1-5]。由于C60广泛的应用，其可以通过点源或非点源的途径释放进入到水环境中，例如生产工厂、填埋场、大气沉降、暴雨径流、消费者排放的含纳米材料的化妆品和纳米农药等。C60在水体环境中的累积浓度会随着市场的逐渐增大、其生产费用的逐渐降低和新产品的不断研发而逐渐增大[6]。如果C60通过点源或非点源污染进入作为饮用水源的地表水和地下水中，则势必对人类健康造成更大的潜在威胁。为正确评价C60对环境及人类的潜在风险，发展环境中C60的浓度检测技术非常必要。

C60具有对称空心笼状三维芳香结构，具有强疏水性，几乎不溶于水，也不溶或微溶于多数有机溶剂[7,8]。但研究表明，C60在水中通过长期搅拌可以形成稳定的纳米晶体颗粒(water stable crystalline nano-scale C60 aggregates，nC60)，尺寸在几纳米到200纳米之间，表面电荷在-9到-30mV，同时，研究者们也开发了利用有机溶剂置换和超声快速制备在水中稳定的C60纳米晶体颗粒的技术[9-13]。

目前对于水介质中形成的nC60的浓度测定普遍应用的检测技术包括两个步骤：首先将nC60脱稳，使其从水相进入有机溶剂相，目前常用的提取C60的有机溶剂为甲苯；第二步用检测仪器，如红外光谱、高效液相色谱、质谱、紫外可见光谱等检测有机溶剂中的C60浓度。其中，第一个步骤中的nC60脱稳率直接决定C60的回收效率，并进而影响C60浓度测定的精确性。C60释放进入水环境后，水介质环境因素可以明显改变C60纳米晶体颗粒的物理化学特性，如天然有机物质(NOM)和表面活性剂能够扩散、解聚从而进一步稳定C60纳米晶体颗粒。C60纳米晶体颗粒物理化学性质的变化对其浓度测定会产生影响，容易引起测定过程中产生乳化现象，并在脱稳搅动过程中产生泡沫。木发明针对C60纳米晶体颗粒浓度测定过程中的乳化和泡沫问题，提出采用冰醋酸(GAA)作为脱稳剂消除乳化层和泡沫，提高脱稳效率，并进而提高C60的回收率。

参考文献：

[1]Kroto,H.W.,A.Allaf，and S.Balm,C60:Buckminsterfullerene.Chemical Reviews,1991.91(6):p.1213-1235.

[2]Innocenzi,P.and G.Brusatin,Fullerene-based organic-inorganic nanocomposites and their applications.Chemistry of materials,2001.13(10):p.3126-3139.

[3]Ungurenasu,C.and A.Airinei,Highly stable C60/poly(vinylpyrrolidone)charge-transfer complexes afford new predictions for biological applications of underivatized fullerenes.Journal of medicinal chemistry,2000.43(16):p.3186-3188.

[4]Palstra,T.,et al.,Superconductiviry at 40K in cesium doped C₆₀.Solid state communications,1995.93(4):p.327-330.

[5]Rouse,J.G.,et al.,Effects of mechanical flexion on the penetration of fullerene amino acid-derivatized peptide nanoparticles through skin.Nano Letters,2007.7(1):p.155-160.

[6]Zhang,Y.,Chen,Y.S.,Westerhoff，P.,Hristovski,K.,Crittenden,J.Stability of commercial metal oxide nanoparticles in water.Water Res.,2008,42,2204-2212.