[发明专利]一种基于磁纳米粒子对湖水中重金属的吸附和快速检测

说明书

本发明公开了一种基于磁纳米粒子对湖水中重金属的吸附和快速检测，本发明制备的磁纳米粒子对Cr⁶⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、As⁵⁺的最大吸附量分别为160.47mg/g、75.23mg/g、1.32mg/g、2.63mg/g；磁纳米粒子吸附这四种重金属的平衡时间为15‑20min；pH值为6‑7时Pb²⁺、Cu²⁺的吸附率达到90%以上，As⁵⁺在pH 1‑7条件下吸附率为99±1%，Cr⁶⁺在pH=2时吸附率为90±1%。通过将磁纳米粒子富集重金属铅的优点与胶体金试纸条现场快速检测的优点结合，应用在湖水中的Pb²⁺的检测，较于传统仪器检测节约成本，适合现场的筛查，并可进行定量检测技术的开发。

技术领域

本发明采用共沉淀法合成磁性纳米粒子，该材料可以同时吸附Cr⁶⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、As⁵⁺四种重金属，开发了湖水中重金属铅的富集和现场快速检测技术，属于纳米材料及重金属检测技术领域。

背景技术

污水未经处理就大量排放，会使水环境受到严重的破坏。其中，重金属的污染严重的危害社会生活与生产，在土壤内大量的富集。重金属通过水体、粮食逐渐在人体内富集，对人体造成严重的危害。因此，污水中重金属的快速处理，及湖水中重金属的检测迫在眉睫。

传统的重金属铅检测方法多采用仪器法，如石墨炉原子吸收、电感耦合等离子体质谱、原子荧光检测以及电化学检测法等，但这些方法具有花费时间长、操作过程复杂、设备昂贵、检测场所固定，不能用于现场和家庭使用等问题，远远不能满足当前水质安全的快速、方便、低成本的检测要求。

纳米级磁性颗粒具有高表面积和在外部磁场下容易分离的特点，可以大量的吸附重金属。磁的合成方法如共沉淀法、高温热分解法、微乳法等，这些方法都有合成操作过程简单、材料便宜、适宜大批量生产等特点。

申请号为CN201510784823. 2，公开号为CN 105457599A的中国专利申请公开了一种磁性纳米吸附材料的合成及其用于处理重金属废液的方法。本发明合成一种能够特异性络合水中重金属的磁纳米粒子材料，针对重铬酸根处理开发出酸性条件下还原成三价铬，碱性条件吸附，酸性条件下再生的处理流程。虽然说明磁纳米粒子对重金属处理有良好的效果，但没有详细的描述多种重金属吸附的过程。中国专利CN201510532267. X申请了一种重金属定量检测系统以及定量检测重金属的方法，采用试剂盒检测，但其检测线在0.05-1mg/kg，对于低含量的重金属检测受限。

因此，亟需一种能够快速提取和降低重金属检测线的方法，以方便现场操作。

发明内容

本发明旨在提供一种吸附重金属的磁纳米粒子，不仅仅适应湖水中重金属的前处理，还可以应用在湖水中铅检测的前处理，而且能克服检测过程繁琐、免疫分析法检测线高和不适用现场检测等问题。本发明优化了磁纳米粒子对重金属的吸附条件，pH值、处理时间，并与重金属的免疫快速检测相结合检测湖水中的Pb²⁺。

本发明通过以下技术方法实现：

所述磁纳米粒子的制备方法，具体按照如下步骤操作：