[发明专利]一种测定天然水体中悬浮分散富勒烯浓度的方法

说明书

本发明公开了一种测定天然水体中悬浮分散富勒烯浓度的方法。该方法包括以下步骤：（1）建立富勒烯‑甲苯溶液标准工作曲线；（2）测定富勒烯稳定分散水溶液的标准浓度；（3）采用双波长紫外分光光度法，建立模拟天然水体富勒烯浓度标准工作曲线；（4）根据步骤（3）建立的模拟天然水体富勒烯浓度标准工作曲线，计算待测天然水体中悬浮分散富勒烯的浓度。本发明方法是一种测定天然水体中悬浮分散富勒烯（C₆₀）浓度的有效方法，可促进环境科学与技术领域对富勒烯（C₆₀）的水环境行为和生物毒性研究的深入开展。

技术领域

本发明属于环境科学与技术领域，具体涉及一种利用双波长紫外分光光度法分析天然水体中悬浮分散富勒烯（C₆₀）浓度的方法。

背景技术

富勒烯（C₆₀）是第一种人工合成的纳米材料，被誉为“21世纪材料的先驱”。因其独特的微纳结构和优良的力学、电光学和化学性能而备受关注，已成为电子、化工、冶金、宇航、军事、环境保护、医学和生物工程等众多领域被广泛研究和应用的新型纳米材料之一。当前，富勒烯正从最初的高端应用逐渐进入人们的生活中，将给人类生活带来了巨大的变革。但同时，富勒烯在制备、使用及废弃的全生命周期过程中均有可能进入水环境，使其在水体中的分布数量快速上升。当富勒烯进入水环境后，天然水体中所含的各类杂质，特别是其中普遍存在的天然有机物质，会吸附于富勒烯（C₆₀）表面，并通过增加空间位阻和改变富勒烯表面荷电性质等作用，而促进其在水中的分散，并长期稳定停留在水环境中。近期的毒理学研究发现，富勒烯具有侵入生物体的能力，并对水生生物、植物、动物和人体细胞具有急慢性毒性。因此，其潜在的生态环境负效应已引起了人们的高度关注，并成为当前环境科学领域的研究热点。而天然水体中稳定分散的富勒烯（C₆₀）含量的测定则是其水环境行为和毒理学研究的基础。

现有水中富勒烯（C₆₀）浓度的测定方法主要有总有机碳（TOC）法、液相色谱/质谱（LC/MS）联用的方法、重量法和紫外分光光度法等。

Chen K L等人(Langmuir，2006，Aggregation and Deposition Kinetics ofFullerene (C₆₀) Nanoparticles)采用总有机碳（TOC）分析仪通过高温氧化的方法测定富勒烯（C₆₀）稳定分散水溶液的浓度。但该方法无法去除吸附在富勒烯上的有机溶剂或杂质因高温氧化而形成TOC干扰，使得测定结果偏高。

Chen Z等人(Environmental Toxicology and Chemistry，2008，Quantificationof C₆₀ fullerene concentrations in water)采用液相色谱/质谱（LC/MS）联用的方法测定富勒烯（C₆₀）稳定分散水溶液的浓度。但该方法使用了昂贵的大型仪器—LC/MS联用仪，并且样品需要采用复杂的固相萃取（SPE）预处理操作，难以满足常规分析的需要。

刘信勇等人（中国科技论文在线，2009，人工碳纳米材料悬浊液的制备及其浓度测定方法）采用重量法测定富勒烯（C₆₀）稳定分散水溶液的浓度。但该方法涉及繁琐的过滤、恒重过程，易引入外源误差，对于本来就微量存在于水中富勒烯，其测定的准确度和精密度难以得到保障。