[发明专利]一种在线监控水中污染物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测方法，尤其是涉及一种在线监控水中污染物的方法。

背景技术

水是生命的源泉，是人类赖以生存和发展中不可缺少的重要物质资源之一。但是，随着社会的快速发展，大量的工业、农业和生活废弃物排入水中，使水资源受到严重的污染，已对人类的生存安全构成了重大的威胁。据世界权威机构调查，在发展中国家，各类疾病中有8%是因为饮用了不卫生的水而传播的，每年因饮用不卫生水至少造成全球2000万人死亡，因此，水污染又被称作“世界头号杀手”。面对这样的状况，提高对水污染的监控力度显得尤为重要了。其中监控方法是监控环节中的核心。发展简便、快速、高效、长期的监控方法不仅能大幅度提高监控的效果，而且能有效降低监控成本，对水污染的监控具有重要的意义。

拉曼光谱作为一种分子振动光谱技术，可以在分子水平上鉴别不同物质，在污染物检测方面具有众多优势（如无需标记、无需复杂样品预处理、精准提供分子化学信息、检测周期短和水干扰小等），但是常规拉曼光谱由于信号弱，很多物质的拉曼信号难以检测，导致其应用受到极大的限制。表面增强拉曼散射（Surface-EnhancedRamanScattering，SERS）是指当待测物质吸附或贴近于金、银、铜等金属纳米结构表面时，其拉曼信号可以得到百万倍以上的增强。因此，SERS不仅具有常规拉曼光谱的优点，并且具有超高检测灵敏度，甚至可达到单分子检测水平。

发明内容

本发明的目的，旨在提供一种新的检测方法，尤其是涉及一种在线监控水中污染物的方法。

本发明利用表面增强拉曼基底的质轻与柔性，将基底中含有拉曼活性纳米粒子组装体的一侧贴于水面，通过基底在水面的漂浮，吸附富集水中污染物，然后结合表面增强拉曼技术，检测基底表面污染物的拉曼信号，反应水中污染物的情况，从而实现长期在线监控水中污染状况。此种新方法简便、快速、低成本，具有广泛的应用前景。

本发明利用表面增强拉曼基底良好的稳定性和强度，通过对基底进行清洗，降低其背景信号，通过对基底进行修饰，增强其对污染物的吸附富集能力，提高其检测灵敏度。

本发明所述的表面增强拉曼基底，由拉曼活性纳米粒子组装体和柔性聚合物组成，通过简单改变实验参数，可实现对纳米粒子组装体结构、聚合物的种类和含量的调控，使其满足应用中的不同需求。

所述的表面增强拉曼基底制备方法如下：

1)构建油水体系，其中油相为含有聚合物的有机溶剂，水相为拉曼活性纳米粒子水溶液。聚合物包括聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、聚氨酯尿素、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯、多聚赖氨酸、聚砜和聚醚砜等其中的一种或它们的混合物，及其改性物；有机溶剂包括甲苯、环己烷、环己酮、戊醇、乙醚、四氯化碳、氯仿等其中的一种或其混合液；拉曼活性纳米粒子为纳米金、银、铜等其中的一种或它们的混合物，及其复合结构；

2)通过搅拌子搅拌或超声，促使拉曼活性纳米粒子在油水界面自组装形成纳米组装体；

3)待有机溶剂挥发后，有机溶剂中的聚合物将形成一张薄膜，并把纳米粒子组装体固定住，最终形成具有质轻、柔性的表面增强拉曼基底。

本发明的优点是：

1)质轻、柔性的表面增强拉曼基底通过适当清洗可再生利用，有效降低成本。

2)该检测方法不需要进行任何预处理，操作简便。

3)该检测方法简便、快速、低成本，能实现长期在线监测，具有广泛应用前景。

附图说明：

图1为实施例1条件下，所制得的质轻、柔性的表面增强拉曼基底的光学照片图。

图2为实施例2条件下，质轻、柔性的表面增强拉曼基底贴在水面的光学照片。

图3为实施例2条件下，质轻、柔性的表面增强拉曼基底上的拉曼信号。

具体实施方法：

下面结合实（施案）例下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例1：

1)首先取15ml新鲜制备的纳米金粒子溶液于25mL烧杯中，并放入转子；

2)然后将3ml含有5%聚苯乙烯的甲苯和环已酮混合溶液，加到纳米金粒子溶液上，形成油水界面；

3)通过转子轻微搅拌纳米金粒子溶液，使纳米金粒子上浮到油水界面，并自组装成组装体；

4)待上层有机溶剂挥发以后，将含有纳米组装体的聚苯乙烯薄膜取出，最终得到质轻、柔性的表面增强拉曼基底。

实施例2：