[发明专利]一种利用探针化合物检测羟基自由基浓度的方法

说明书

本发明属于化学物质检测技术领域，公开了一种利用探针化合物检测羟基自由基浓度的方法，该方法包括以下步骤：步骤S1：将不同浓度的探针化合物加入含·OH的待测溶液中，形成反应液，利用色谱检测反应液中探针化合物的浓度，得到探针化合物的表观准一级衰减速率；步骤S2：绘制探针化合物的色谱标准曲线，以及定量检测反应液中的探针化合物的浓度。该方法通过探针化合物的标准曲线的绘制，以及多次测量不同浓度的探针化合物与待测溶液形成的反应液中的探针化合物的表观准一级衰减速率，使得最终得到的·OH的浓度值不受探针化合物影响，大大提高了检测的精准度。该方法消去了由于探针化合物的挥发和/或紫外条件下光解所带来的检测误差。

技术领域

本发明属于化学物质检测技术领域，特别涉及一种利用探针化合物检测羟基自由基浓度的方法。

背景技术

高级氧化技术(Advanced oxidation process,AOP)可以通过产生如羟基自由基(·OH)，硫酸根自由基(SO₄·^-)等高活性的氧化活性物种有效去除水体中的有机微污染物并使病原体失活。其中，基于羟基自由基的高级氧化技术在污染水体修复和水体深度处理方面有着十分广泛的应用。因此，水体中羟基自由基的浓度的测定就显得尤为重要。但由于羟基自由基具有存在寿命短和稳态时的浓度低的特性，实验室研究常用的常规检测技术难以直接测定。例如，在紫外/过氧化氢AOP体系中羟基自由基的浓度约为10^-15至10^-12M(本发明中M表示mol/L)，远低于常规色谱和光谱方法的检测范围。因此，近年来探针化合物常被用于间接检测羟基自由基的浓度水平。

在目标自由基与探针化合物的二级反应速率常数已知的情况下，可以通过检测探针化合物的衰减计算目标自由基的浓度。理想状态下，探针化合物需具备以下特性，如性质稳定，易于检测且选择性地只和目标自由基反应等。硝基苯(nitrobenzene，NB)与羟基自由基反应活性很强(二级反应速率常数k＝3.9×10⁹M^-1s^-1)，但与水环境中其他共存的活性自由基(如硫酸根自由基，碳酸根自由基，单线态氧等)几乎不反应。NB性质稳定且可以用常规高效液相色谱技术检测。因此，在之前的研究中，硝基苯常用作探针化合物定量检测羟基自由基的浓度。

现有技术中利用NB作为探针化合物检测羟基自由基浓度的方法却存在严重不足。一方面，NB会与·OH快速反应，NB的加入必然会消耗体系中的·OH从而使测定的·OH浓度偏低，且使用不同浓度的NB往往得到同一待测物不同的羟基自由基浓度。因此，人们使用尽量小浓度的NB以最小化NB对·OH的消耗。但另一方面，由于常规色谱等分析技术检测限的原因，研究者们又不得不使用较高的NB浓度以保证测量结果的精准。例如，同样是用NB作为探针化合物测定紫外/过氧化氢AOP体系和紫外/氯AOP体系中·OH的浓度，使用的NB剂量从nM到μM级别不等，这可能会导致相同反应体系中所测得的·OH浓度具有巨大差异。

羟基自由基(·OH)浓度是影响AOP工艺中污染物去除转化效率及工程应用成本的重要因素，因此，对羟基自由基(·OH)浓度精准测量十分有必要。

因此，希望提供一种能更加精准测量羟基自由基浓度的方法，且兼具高效、简便且成本低等特点，是十分有必要的。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种利用探针化合物(Probe compound，以下简称PC)检测羟基自由基浓度的方法，本发明所述方法测量羟基自由基(·OH)浓度不受探针化合物浓度的影响，测得的羟基自由基浓度精准度显著提高。

一种利用探针化合物检测羟基自由基浓度的方法，包括以下步骤：