[发明专利]一种快速检测溶液中铜离子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子检测领域，具体涉及一种快速检测溶液中铜离子的方法。

背景技术

随着工业的快速发展，工业“三废”(废水、废气、废渣)对环境的危害日益突出，尤其是来自工矿、化工、电池、电镀等工业废水对水体的破坏十分严重。大量的重金属伴随废水流入河流、湖泊和海洋，导致污染。重金属污染已成为我国主要的环境问题之一。重金属毒性大、难降解，进入水体后可以直接通过饮用水或生活用水作用于人体，也能被水生动植物富集吸收，通过食物链危害人畜的安全。随着人们对环境污染问题的日益关注，环境中重金属离子的检测显得日益重要。

对于毒性较强的重金属离子如汞、镉、铬、铅的研究已很广泛，但铜离子过量同样会对人体造成非常大的危害。过量的铜离子对许多水生生物有极大的负面作用，缘由是它与蛋白质中的巯基结合，干扰巯基酶的活性。目前，铜的污染主要来源于电镀、冶金、化工等行业。

Cu²⁺是一种广泛存在于环境中的常见重金属离子，它在人体内的适量存在有益于维持机体的正常工作，如参与体内的造血作用、酶反应以及一些氧化还原过程等。若体内Cu²⁺的代谢平衡受到破坏，则有可能导致一系列疾病，如慢性肝病变、细胞中毒和威尔森(Wilson)综合症等。例如，2011年08月09日江西瑞昌发生自来水中毒事件，即为饮用铜超标的水源所致。人体铜中毒表现为腹痛，皮疹、腹泻、呕吐，呕吐物为绿色。据报道，当铜超过人体需要量的100～150倍时，可引起坏死性肝炎和溶血性贫血。可溶性铜盐都有毒，主要是铜离子能使蛋白质变性，失去生理活性。

在众多检测重金属-包括铜离子的手段中，相比于原子吸收光谱法、原子发射光谱法和电化学方法等，紫外可见分光光度法具有分析快速和仪器简单的特点。因为原子吸收光谱法测定元素谱线有干扰、灵敏度不高、分析时间长、线性范围小等缺点。电感耦合等离子体-质谱法虽然检测限低，但其价格昂贵，且易受污染。电感耦合等离子-发射光谱法比起电感耦合等离子体-质谱法，灵敏度略低。电化学方法现场及时性差且伴随离子干扰严重。虽然传统方法的应用比较成熟，但是其所需仪器价格昂贵，携带不方便。

现有的检测水溶液中铜离子的方法有多种。中国专利申请CN 200710063036.4中公开了一种可用于金属离子检测的试剂，以含有小分子酯类化合物ODOPB-DBC的有机溶剂为基础，可以方便快速地对多种浓度的金属离子进行检测，检测范围包括铈、铁、铜、汞、铅、镍、钴、锌、银、锰金属离子进行响应检测。但对试剂的要求较高。

中国专利ZL 200710177232.4中公开了一种直接用眼睛定性检测溶液中Cu²⁺的方法，该方法分别合成末端炔基功能化的硫醇和末端叠氮基功能化的硫醇，用柠檬酸钠作稳定剂制备粒径为14nm的金纳米粒子，通过配体交换的方法，分别在金纳米颗粒的表面自组装形成末端带有炔键和叠氮基团的单分子层。将两种表面修饰后的金纳米粒子混合，加五水硫酸铜和还原剂，还原形成的Cu(I)作为催化剂，使炔键和叠氮基团发生成环反应，导致金纳米粒子聚积，通过肉眼观察金纳米粒子的颜色及沉淀现象的变化来检测溶液中的Cu²⁺。但该方法步骤较多，操作复杂。

中国专利ZL 200810106412.8中公开了一种铜离子试纸，包括显色片和显色片上的显色物质螺吡喃，显色片可以是层析、定性或定量滤纸，使用简便，灵敏度较高，选择性和稳定性较好且容易保存，适用于检测水溶液中的二价铜离子浓度。

中国专利申请CN200910152440.8中公开了一种水溶液中阳离子的检测方法，基于纳米-核酸共聚物体系，利用核酸与阳离子相互络合作用而导致体系熔融温度升高，使得溶液颜色变化滞后的特性，通过肉眼或简单的仪器设备判别溶液颜色的变化，即可快速检测水溶液体系中的毒性阳离子如：二价铜离子。但该方法所用的原料核酸成本较高，且对检测温度有要求。

中国专利ZL 200810070917.3中公开了一种铜离子荧光探针，将聚乙烯亚胺(PEI)配置成聚乙烯亚胺水溶液，过滤后倒入聚四氟乙烯内衬中用不锈钢外套密封，反应后蒸出溶剂，得到黄色粘稠液体状的铜离子荧光探针，可应用于生物组织和环境污水中铜离子的检测。该探针具有广泛的使用价值。中国专利ZL 201010023121.X中公开了一种ZnSe纳米荧光探针材料应用于水溶液中铜离子或镍离子的快速测定，该方法灵敏度高，准确性好，测定过程快速、稳定。