[发明专利]一种用于水样中微量六价铬含量测定的溶液及其应用

说明书

技术领域

本发明属于水样中污染物六价铬的分析测定领域，涉及一种特异性对六价铬响应的功能化荧光染料的溶液及其应用。

背景技术

六价铬是一种有害环境污染物，其来源主要是工业废水排放。对人体而言，六价铬为吞入性毒物/吸入性极毒物，皮肤接触可能导致敏感；更可能造成遗传性基因缺陷，吸入可能致癌，对环境有持久危险性。我国生活饮用水标准(GB 5749-85)规定饮用水中六价铬含量不得高于0.05ppm，海水水质标准(GB 3097-1997)要求第一至第四类海水中六价铬含量必须分别不高于0.005、0.01、0.02、0.05ppm。

目前常用于分析六价铬的方法有离子色谱法、原子吸收光谱法、分光光度法和荧光光谱法。其中离子色谱法、原子吸收光谱法仪器复杂，分析测试耗时较长；分光光度法和荧光光谱法仪器简便，分析迅速，更适合于水样中六价铬含量的分析。本发明使用的是荧光光谱法，相比于分光光度法(如二苯碳酰二肼分光光度法(GB/T7467-1987))，具有灵敏度更高，抗背景干扰更强的优势。

在已报道的利用荧光光谱法分析水质中六价铬的文献资料中，大多是通过六价铬氧化荧光染料导致荧光淬灭的机制实现六价铬的定量分析的。众所周知，荧光增强，特别是荧光由无到有，比荧光淬灭分析机制的灵敏度要高得多。

目前已知的测定水样中六价铬的荧光光谱法多为荧光淬灭型，而荧光淬灭型的测定模式其灵敏度远不及荧光增强型，也不如荧光增强型更易于肉眼直接观测从而简化测定过程。

发明内容

本发明的目的提供了一种溶液，具备与含有六价铬的水样混合后荧光显著增强的特性。该溶液用于水样中六价铬的测定时，灵敏度相对目前已知的荧光淬灭型方法显著提高，并可用于肉眼直接观测产生荧光半定量测定水样中的六价铬。

本发明使用了一种被六价铬氧化前后荧光由无到有的功能化荧光染料，当水样中不存在六价铬时，溶液无色、无荧光，但若存在微量六价铬，则会发出非常明亮的橙红色荧光，同时溶液也产生明显的紫色。

本发明将这种荧光染料的硫酸溶液用于多种水样中六价铬含量的测定。当将待测水样与该溶液以一定体积比混合后，即可通过液体是否有橙红色荧光或变紫来定性判断水样中六价铬的大致含量，进一步可通过荧光光谱仪在500～575nm激发和550～625nm发射进行精确的定量分析。

本发明提供了一种用于水样中微量六价铬含量测定的溶液，其特征在于，包括以下质量百分含量各种组分：99.8～80％水、0.2～20％硫酸和1～100ppm罗丹明B酰肼。

上述溶液的应用，其特征在于，将该溶液与待测水样按1∶9至9∶1体积比混合后，于10～45摄氏度放置5～60分钟后，通过荧光光谱仪在500～575nm激发和550～625nm发射，或肉眼直接观测对含六价铬的水样进行分析测定。可用于各种水样中0.0026～0.104ppm六价铬的精确定量测定。测定水样中微量六价铬的最佳工作环境为：99.6％水、0.4％硫酸、10ppm罗丹明B酰肼、30摄氏度放置15分钟，荧光光度计激发光和检测波长为560和580nm。在饮用水、河湖水和海水水样中对六价铬的线性响应范围至少为：0.0026～0.104ppm。检测限低于0.3ppb。大多数无机盐类十倍以上于分析物浓度时均无干扰。

发明的优点和积极效果：

1、本发明提供的溶液可通过荧光增强的测定模式定量测定水样中的六价铬，检测限低于0.3ppb。

2、本发明提供的溶液成本低廉，制造简单。

3、本发明提供的溶液用于水样中六价铬测定时，操作简便，分析迅速，只需简单的荧光光谱仪或紫外灯。

4、本发明提供的溶液用于水样中六价铬测定时，激发光波长较长，水样中的常见有机物杂质在此激发波长不会发射荧光。

附图说明

图1本发明提供的功能性荧光染料的分子结构示意图

图2本发明实施实例三溶液用于测试0～0.5ppm六价铬水样的荧光光谱示意图(图a)；本发明实施实例三溶液在0.0026～0.104ppm六价铬浓度范围内的线性荧光响应(右图b)。

具体实施方式

本发明所提供的功能化荧光染料罗丹明B酰肼分子结构示意图如图1所示，其化学合成可参考下述方法：在100毫升圆底烧瓶中加入1.20克罗丹明B、30毫升乙醇和1毫升水合肼，加热至80度回流3小时，然后减压除去乙醇。将所得固体溶于50毫升1摩尔/升HCl溶液，然后缓慢加入1摩尔/升NaOH溶液至溶液pH为9和10之间。过滤出产生的沉淀，烘干后即为本发明所用的荧光染料罗丹明B酰肼。

本发明所指的溶液配制方法::