[发明专利]聚酰胺-胺型树状大分子稳定的纳米银颗粒检测汞离子的方法

说明书

技术领域

本发明属于汞离子检测方法领域，特别涉及一种聚酰胺-胺型树状大分子稳定的纳米银颗粒检测汞离子的方法。

背景技术

汞作为一种重金属，以其正二价的最稳定形式广泛存在环境中，汞离子属于一种积蓄式的重金属离子，所谓积蓄式就是指汞离子可随着我们日常饮食、饮水以及日常接触等逐步在大脑和肾脏中积蓄，造成脑损伤或其他慢性疾病，甚至致人死亡。这就是为什么一些受汞污染严重的海域里的鱼的头部会含有大量的汞成分。含汞节能灯的广泛使用着实为我们节约了很多电能，但在其寿命期后的汞污染问题是此种产品能否继续使用的一个重要关注点；众所周知的雪碧铝罐饮料发生汞中毒事件，是因为生产不当、保存不当抑或是人为加入汞。这些事件的发生为我们一次又一次敲响了警钟，而氧化铝制造和燃煤电厂是造成汞污染最严重的行业，但是它们的存在是人们生活所必不可少的，因此加强对汞离子监测与治理才是切实可行的办法。汞离子的检测方法主要有荧光法、电阻率测量法、生物基团特异选择法及比色法等。电阻率测量法往往需要借助大型仪器辅助检测汞离子；生物基团法由于材料制备过程中需要多种酶的参与，为后续工作带来了不便；荧光法较为常见，但是荧光检测并不适合于实时检测，而比色法主要是基于纳米颗粒与汞离子作用改变纳米颗粒的大小，导致纳米颗粒的光信号改变，并可通过肉眼检测颜色的变化，具有简单，快速，灵敏度高的优点。

重金属纳米粒子(NPs)，如AuNPs和AgNPs由于其表面等离子体共振（SPR）吸收峰而具有独特的光学性能。研究表明随着纳米粒子的粒径和水溶液聚集程度的变化，其SPR峰发生改变，利用这一变化可以通过紫外吸收的改变而进行定量评价，并用于比色化学传感器。此种传感器，具有灵敏度高、选择性好、响应时间短、检测效果肉眼可见等优点。因此我们考虑利用汞离子与银之间存在电势差导致银纳米颗粒的粒径以及银的含量发生变化，来实现对汞离子的定量测量。其具体原理为：在水溶液中,二价汞离子的电势高于银单质，二者发生接触时可发生氧化还原反应而导致单质银的量减少，致使银纳米颗粒的尺寸减小，导致溶液颜色发生明显改变，并产生紫外吸收的变化。根据其SPR紫外吸收值的变化和SPR的蓝移值与汞离子浓度的关系建立一种汞离子含量的测定方法。

查阅相关文献，目前利用聚酰胺-胺型树状大分子稳定的银纳米颗粒检测汞离子的方法还未见相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚酰胺-胺型树状大分子稳定的纳米银颗粒检测汞离子的方法，该方法简单，反应条件温和，易于操作，低能耗无污染，符合绿色化学的要求；本发明合成的聚酰胺-胺型树状大分子稳定的银纳米颗粒尺寸均匀，粒径分布在较窄的范围内，且粒径较小，稳定性较好，可用于不同领域。

本发明的一种聚酰胺-胺型树状大分子稳定的纳米银颗粒检测汞离子的方法，包括：

（1）聚酰胺-胺型树状大分子溶液中加入硝酸银溶液，搅拌反应20-30min，然后再加入硼氢化钠溶液，搅拌反应20-30min，得到聚酰胺-胺型树状大分子稳定的银纳米颗粒的水溶液，透析，冷冻干燥，其中树状大分子与硝酸银的摩尔比为1:100，硝酸银与硼氢化钠的摩尔比为1:3。

（2）取上述制备的聚酰胺-胺型树状大分子稳定的银纳米颗粒的水溶液，加入汞离子溶液，室温放置10-20min，测试纳米银颗粒紫外吸收变化，得到汞离子含量与紫外吸收的定量关系，其中聚酰胺-胺型树状大分子稳定的银纳米颗粒的水溶液和汞离子溶液的体积比为1:19。

（3）选择性测试，取聚酰胺-胺型树状大分子稳定的银纳米颗粒的水溶液，加入超纯水溶液，室温放置10-20min，测试其紫外吸收曲线，以同样的方法，取一系列聚酰胺-胺型树状大分子稳定的银纳米颗粒的水溶液，加入硫酸汞的水溶液以及硫酸铜，氯化钴，氯化铁，硝酸铬，硝酸铅，氯化镁，氯化锌，硝酸镍，硝酸钙，硫酸锰，硫酸镉或氯化钡的超纯水溶液，室温放置10-20min，测试纳米银颗粒紫外吸收变化，其中聚酰胺-胺型树状大分子稳定的银纳米颗粒的水溶液和超纯水溶液的体积比为1:19，以验证银纳米颗粒对汞离子检测的特异性。

从紫外图谱中可以看出，硫酸铜，氯化钴，氯化铁，硝酸铬，硝酸铅，氯化镁，氯化锌，硝酸镍，硝酸钙，硫酸锰，硫酸镉和氯化钡的加入对银纳米颗粒的紫外吸收曲线基本没有影响，证明银纳米颗粒检测汞离子具有高选择性。

所述步骤（1）中所述聚酰胺-胺型树状大分子为第五代聚酰胺-胺型树状大分子。

所述步骤（1）中聚酰胺-胺型树状大分子溶液的浓度为2mg/mL，硝酸银溶液的浓度为5mg/mL，硼氢化钠溶液的浓度为4mg/mL。