[发明专利]检测汞离子用纳米银探针的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于汞离子检测领域，具体涉及一种检测汞离子用纳米银探针的制备方法及其应用。

背景技术

汞是人体非必需元素，在低浓度时就会对人类健康产生危害，导致脑部和中枢神经系统损伤及肝、肾、胃肠道的功能衰退。目前，环境水样中Hg²⁺的测定方法主要有电感耦合等离子体质谱法、冷原子吸收光谱法、表面增强拉曼散射法和电化学法等，然而这些方法都有其缺点，如设备昂贵、方法复杂、稳定性差、耗时、灵敏度不高、选择性一般等。因此，寻求方便、简单、超灵敏、高特异性的汞离子分析方法具有重要的意义。

贵金属纳米粒子，特别是银纳米粒子具有独特的光学性质，如摩尔吸光系数大、表面等离子光谱与纳米粒子间的距离具有相关性等，因此受到了广泛关注。由贵金属纳米粒子组成的光化学探针，因其对被检测物具有超灵敏、高特异性的分析识别作用而备受青睐。近年来，已有部分关于汞离子检测的探针的相关报道，但这些探针的检测范围较窄，成本较高，灵敏度也有待进一步提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、条件温和、成本低廉的检测汞离子用纳米银探针的制备方法及其应用，本发明制备的纳米银探针对汞离子的检测灵敏度高、选择性好、吸光系数高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为一种检测汞离子用纳米银探针的制备方法，包括以下步骤：将柠檬酸钠-纳米银溶液于常温下进行搅拌，所述柠檬酸钠-纳米银溶液中柠檬酸钠附着于纳米银上，边搅拌边加入吐温20溶液，得到纳米银探针。

上述的制备方法中，优选的，所述柠檬酸钠-纳米银溶液中，纳米银的浓度为14.0μg/mL～16.5μg/mL；所述吐温20溶液中吐温20的体积浓度为9.0%～13.5%。

上述的制备方法中，优选的，所述柠檬酸钠-纳米银溶液与所述吐温20溶液的体积比为250～300∶1。

上述的制备方法中，优选的，所述柠檬酸钠-纳米银溶液由以下方法制备得到：将柠檬酸钠溶液与硼氢化钠溶液在冰浴中混合搅拌均匀，然后加入硝酸银溶液，按摩尔比计，柠檬酸钠∶硼氢化钠∶硝酸银=2.46～2.95∶1.68～2.10∶1，搅拌1min～5min后，再于常温下进行搅拌，经洗涤和离心后，得到柠檬酸钠-纳米银；将柠檬酸钠-纳米银与水混合，得到柠檬酸钠-纳米银溶液。

作为一个总的发明构思，本发明还提供了一种上述制备方法制得的纳米银探针在检测汞离子中的应用，包括以下步骤：将纳米银探针加入氯化钠溶液中混合均匀，然后向所得混合液中加入待测溶液于常温下进行反应，反应完成后，测定所得产物溶液的紫外可见吸收光谱，根据检测前后纳米银探针吸光度的变化定性判断待测溶液中是否含有汞离子，通过已测定的线性回归方程计算待测溶液中汞离子的浓度。

上述的应用中，优选的，所述纳米银探针中纳米银的质量与氯化钠溶液的体积之比为2.5g～3.5g∶1L，所述氯化钠溶液中氯化钠的浓度为58.4g/L～58.6g/L。

上述的应用中，优选的，所述反应的时间为60min～80min。

上述的应用中，优选的，所述线性回归方程为y＝－0.00555x＋2.0369，R²为0.99699，其中，y为所述产物溶液的紫外可见吸收光谱中400nm处的吸光度，x为所述待测溶液中汞离子的浓度，单位为nM。

上述的应用中，优选的，所述线性回归方程中汞离子的检测范围为5.0×10^-10mol/L～1.2×10^-7mol/L。

本发明中，吐温20溶液的溶剂为水；氯化钠溶液作为缓冲溶液，起缓冲作用；常温均指22℃～27℃。

本发明中，柠檬酸钠-纳米银中纳米银（即银元素）的质量可通过原子吸收光谱仪（AAS）检测得到，纳米银的粒径可通过透射电镜和Zeta电位粒径分析仪检测得到，纳米银粒径范围为5nm～100nm。利用柠檬酸钠-纳米银检测汞离子时，由于汞离子为微量，而柠檬酸钠是大量附着于纳米银上，在本发明提供的纳米银浓度（柠檬酸钠-纳米银溶液中）范围内，附着的柠檬酸钠足以还原所有汞离子。

本发明的检测原理如下：

在溶液中，当汞离子与纳米银探针混合后，在柠檬酸根的还原作用下，纳米银与被还原生成的单质汞结合形成银汞齐，导致吐温20从纳米银表面分开，银汞齐由于不稳定发生沉淀，引起表面等离子体共振吸收峰强度（即吸光度）的降低。等离子体共振吸收峰强度值与加入的汞离子浓度呈线性关系，因此可以根据光谱信号检测汞离子。