[发明专利]一种水样中汞富集材料及顶空富集测汞方法

说明书

本发明公开了一种水样中汞富集材料及顶空富集测汞方法，以玻璃纤维滤纸原位沉积Au纳米粒子作为汞富集材料，采用顶空富集的方式用于环境水样中汞含量的测定，该富集材料明确了Au用量及与Hg蒸气接触面积，从而改善了Hg的吸附效率及吸附一致性，测定时结果具有很好的重现性、稳定性和准确性且成本低、过程简单、检测快速、设计灵活，可用于地表水、地下水及工业废水中的汞的现场快速、准确检测。

技术领域：

本发明涉及检测技术领域，具体涉及一种水样中汞富集材料及顶空富集测汞方法。

背景技术：

重金属汞(Hg)作为环境中的持久性污染物之一，可在环境中生物累积，并通过食物链进入人体，对人类健康造成严重危害。Hg污染问题已受到全球广泛关注和各国政府的高度重视。我国已签署“关于汞的水俣公约”，自2020年起，禁止生产及进出口含Hg产品。基于生物、化学、压电及以纳米材料等的富集方法在Hg的富集及传感检测中获得了广泛研究，但目前实际应用最广泛的还是以Au与Hg化合吸附，加热释放Hg并检测的金汞齐富集方法。此金汞齐富集方法及装置通常以一定量的镀金石英砂(或金丝球、网等)放置于一个石英玻璃管内进行汞蒸气的富集，富集后的汞通过加热释放以载气带入后续检测装置进行检测。在富集过程中，通常金汞齐的形成(吸收效率及吸收量)与Au的用量、厚度及接触面积有着直接的关系，由于镀金石英砂在石英管内分布状态的不确定性，所导致的气体流速和流量的变化，会影响到富集过程的吸附效率和吸附一致性，严重时甚至堵塞。

发明内容：

本发明的目的是提供一种水样中汞富集材料及顶空富集测汞方法，以玻璃纤维滤纸原位沉积Au纳米粒子作为Hg富集材料，采用顶空富集的方式用于环境水样中Hg含量的测定。该富集材料明确了Au用量及与Hg蒸气接触面积，从而改善了Hg的吸附效率及吸附一致性，测定时结果具有很好的重现性、稳定性、准确性和灵敏性且成本低，过程简单，检测快速，设计灵活，可用于地表水、地下水及工业废水中的汞的现场快速、准确检测。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种水样中汞富集材料，所述材料为沉Au玻璃纤维滤纸，采用原位还原HAuCl₄的方式在玻璃纤维滤纸表面沉积Au纳米粒子，其制备方法包括以下步骤：

1)取干净玻璃纤维滤纸，并剪裁成若干1cm×2cm大小的玻璃纤维滤纸片，将剪裁好的玻璃纤维滤纸或未剪裁的整片玻璃纤维滤纸分别浸入到HAuCl₄和NaBH₄溶液中持续浸泡3-10min取出，控干溶液；

2)将于NaBH₄溶液中浸泡过的玻璃纤维滤纸与于HAuCl₄溶液中浸泡过的玻璃纤维滤纸叠放一起，待自然晾干或氮气吹干后，将叠放的玻璃纤维滤纸分开并将浸于HAuCl₄溶液的玻璃纤维滤纸洗涤、干燥得到沉金(Au)玻璃纤维滤纸即为汞富集材料。

特别地，HAuCl₄溶液为用高纯水配制的20-100mL的浓度为2-20nM的溶液；NaBH₄溶液为用高纯水配制的20-100mL的浓度为0.03-0.16M的溶液。

一种顶空富集检测水样中汞的方法，该方法包括以下步骤：

1)在顶空瓶中加入1mL汞标准水溶液或实际待测水样，再加入1-4mL0.52M SnCl₂溶液；

2)将所述汞富集材料沉Au玻璃纤维滤纸固定于顶空瓶盖子内侧并拧紧盖子密封；将顶空瓶置于加热搅拌器进行顶空富集汞，加热温度设定30-80℃，搅拌速率设定为0-280rpm，富集时间设定为10-60min；待富集完成后转移到热裂解样品处理方式测汞仪中进行检测。

本专利中所述顶空富集指利用顶空技术对溶液中的单一挥发性组分汞进行吸附富集浓缩。