[发明专利]一种基于发光铜纳米簇检测六价铬离子的方法

说明书

技术领域

本发明属于荧光纳米材料应用领域，具体涉及一种基于发光铜纳米簇检测六价铬离子的方法。

背景技术

铬在环境中不同条件下有不同的价态, 环境中三价铬与六价铬会互相转化，而无论是三价或是六价铬对人体都有害，并且六价铬的毒性比三价铬要高100倍，是强致突变物质，可诱发肺癌和鼻咽癌。铬主要用于金属加工、电镀、制革等行业。为了防止工业生产过程中循环水对设备的腐蚀，常须加入铬酸盐。工业废水中主要是六价铬的化合物，常以铬酸根离子(CrO₄^2-)存在。中国规定生活饮用水中六价铬的浓度应低于0.05毫克/升；地面水中铬的最高容许浓度为0.5毫克/升（三价铬）和0.05毫克/升(六价铬)；工业废水中六价铬及其化合物最高容许排放标准为0.5毫克/升（按六价铬计）。因而建立一种简单快捷地检测六价铬离子的方法十分重要。

金属（主要是金、银及铜）纳米簇大约由几个或是几百个原子组成，是一种新型的发光纳米材料。最近已经引起了人们极大的兴趣。金属纳米簇直径通常小于两个纳米，它的性质介于单原子和较大的纳米粒子或是大体积的贵金属之间。该尺度接近电子的费米波长，因此连续的能态性质分裂为离散的能态，并出现类似分子的尺寸依赖效应，导致了与其它纳米颗粒截然不同的光学、电学和化学性质。而铜纳米簇与金银纳米簇的生物相容性、荧光性及粒径等方面极其相近，并且经济易得，因而，铜纳米簇的研究和应用近几年逐渐引起科研工作者的关注。

发明内容

本发明提供一种简单、准确的基于发光铜纳米簇检测六价铬离子的方法，用于实际水样中六价铬离子检测，证明其可操作性强。

一种基于发光铜纳米簇检测六价铬离子的方法，其具体步骤如下：

利用荧光光谱仪检测铜纳米簇的荧光发射峰的变化。在 360 nm的激发波长下，测定铜纳米簇在 430 nm波长处的荧光强度，记为 F₀，向铜纳米簇中加入不同浓度的六价铬离子溶液，测定含有不同浓度六价铬离子的铜纳米簇在 360 nm激发波长下，在 430 nm波长处的荧光强度，记为 F，计算加入不同浓度的六价铬离子后，荧光强度的变化（F₀-F）值。以六价铬离子浓度为横坐标，荧光发射峰的强度变化值为纵坐标，绘制标准曲线图。

将待测样品稀释处理后，加入到铜纳米簇中，检测荧光发射峰强度变化值，代入到标准曲线中，计算出待测样品中六价铬离子的含量。

一种基于发光铜纳米簇检测六价铬离子的方法，具有很高的选择性。相同条件下，用10 mM实际水样中可能存在的干扰离子（Hg²⁺ , Pb^2+- , Fe ³⁺ , Cu ²⁺ , Zn²⁺ , As(V) , Cd²⁺，Ni²⁺，F^-）加入到铜纳米簇中，均未引起铜纳米簇明显的荧光猝灭，说明本方法检测六价铬离子具有高的选择性。

将铜纳米簇的浓度稀释至0.05 mol/L，加入不同浓度的六价铬离子，确定铜纳米簇作为荧光探针检测六价铬离子的最低检测限为1.5×10^-3 mg/L。

附图说明

图1铜纳米簇检测六价铬离子在不同pH值下荧光强度对比图。

图2六价铬离子与铜纳米簇的荧光响应图。

图3六价铬离子与铜纳米簇的线性曲线图。

图4选择性实验图。

具体实施方式

实施例1。

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述实施例说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

一种基于发光铜纳米簇检测六价铬离子的方法，具体操作步骤如下：

铜纳米簇制备，0.2 mL，0.1M的硫酸铜与0.1 mL, 1mM 单宁酸溶液加入到20 mL的水中，室温下，磁力搅拌5 min后，迅速加入1 M的氢氧化钠溶液0.2 mL，此混合液继续在50°C下磁力搅拌进行反应6 h。制备的铜纳米簇的粗产品用水透析24 h，将未反应的单宁酸去除，4°C保存。

用硝酸和氢氧化钠调节酸碱度，调节金纳米簇溶液的pH分别为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11及12。