[实用新型]一种基于纳米金胶体的水中汞离子检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及汞离子浓度检测技术、纳米金颗粒的制备技术、基于纳米金的比色检测领域，利用4’4-联吡啶与汞离子结合能力比纳米金颗粒强的特点，向检测样品与纳米金胶体的混合溶液中加入4’4-联吡啶溶液，假如检测样品中含有汞离子，4’4-联吡啶会优先和汞离子结合，不会引起胶体颜色的变化，反之混合溶液会从酒红色变为蓝黑色，等待溶液发生颜色变化后，将蒸馏水对照槽和检测样品槽进行对比，可以确定检测样品中汞离子是否超过标准，再将检测样品槽的溶液颜色与比色卡进行对比，可以确定检测样品中汞离子浓度的范围。该系统实验现象通过肉眼即可观察到，而且具有成本低廉，简单快速，无需复杂的反应条件控制，也不需要昂贵的反应物质，快速、高效、环保等诸多优点。

背景技术

汞，作为一种生活中常见的重金属元素，对人类健康和环境都具有极强的危害性，而且不能被微生物所降解，容易在活体内富集，对人体健康造成极大威胁。当人体中汞离子的浓度过高时，人体就会出现明显的中毒症状。因此，建立一种能快速准确测定水中汞离子的方法具有重要意义。

目前对于水中汞离子的检测已有很多方法，常用的检测方法主要质谱法、光谱法、电化学分析法、分光光度法等，但是这些方法由于仪器昂贵、分析周期长、样品预处理复杂、检测费用昂贵等问题，难以满足日常生活中对汞元素实际分析的需求，因此本实用新型建立了一种简单、快速、高效、环保的汞离子检测方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述产生的问题，满足人们的需求，提出一种基于纳米金胶体的水中汞离子检测仪，该系统结构简单、检测迅速、设计合理、结果有效准确。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于纳米金胶体的水中汞离子检测系统，由蒸馏水对照槽、纳米金试剂添加槽、4’4-联吡啶试剂添加槽、检测样品槽，导管和比色卡组成。

本实用新型将检测样品和蒸馏水分别放入检测样品槽和蒸馏水对照槽，然后由纳米金试剂添加槽通过导管向检测样品槽和蒸馏水对照槽加入配置好的纳米金胶体，由4’4-联吡啶试剂添加槽向检测样品槽和蒸馏水对照槽加入等量等浓度的4’4-联吡啶溶液。等待溶液发生颜色变化后，将蒸馏水对照槽和检测样品槽进行对比，可以确定检测样品中汞离子是否超过标准，再将检测样品槽的溶液颜色与比色卡进行对比，可以确定检测样品中汞离子浓度的范围。

本实用新型所述的蒸馏水对照槽、检测样品槽、纳米金试剂添加槽、4’4-联吡啶试剂添加槽为长方体石英比色皿。

本实用新型所述的导管为塑料导管，直径3毫米；插在纳米金试剂添加槽、4’4-联吡啶试剂添两侧，将添加的试剂在注射泵的动力下通过导管引入蒸馏水对照槽和检测样品槽中。

本实用新型所述的4’4-联吡啶试剂添加槽中为10^-6M的4’4-联吡啶溶液。

本实用新型所述的纳米金试剂添加槽中的纳米金胶体使用柠檬酸钠还原法制备。使用电子天平称量0.988g(2.4mmol)的氯金酸溶于100ml超纯水中，得到24mM的氯金酸溶液，将100ml超纯水使用磁旋加热仪加热至沸腾，在剧烈搅拌(800r/min)的条件下迅速加2ml的24mM氯金酸，由于氯金酸的加入导致溶液变为淡黄色，继续加热煮沸5分钟；向溶液中快速加入1ml质量分数为1％的柠檬酸钠溶液，继续剧烈搅拌，这时可以观察到溶液由淡黄色变为无色，一段时间后溶液颜色逐渐变深成为灰色，然后变为粉红，继续搅拌加热，纳米金颗粒继续生长，直至变为酒红色，停止加热，降低搅拌速度并继续搅拌直至溶液冷却至室温得到纳米金胶体。

本实用新型所述的比色卡为通过实验确定的各种水中汞离子浓度实验结果与对应颜色组成的长方形卡片。

以下是本实验新型的实施例：

(1)静置污水样品8小时，使其中重量较大的悬浮物沉淀。取静置后的上层清液，使用离心机将样品离心。取离心后的上层清液，使用漏斗和滤纸过滤，去除颗粒较大的悬浮物，过滤后的溶液作为检测样品。

(2)将检测样品和蒸馏水分别放入检测样品槽和蒸馏水对照槽，然后由纳米金试剂添加槽通过导管向检测样品槽和蒸馏水对照槽加入配置好的纳米金胶体，由4’4-联吡啶试剂添加槽向检测样品槽和蒸馏水对照槽加入等量等浓度的4’4-联吡啶溶液；等待溶液发生颜色变化后，将蒸馏水对照槽和检测样品槽进行对比，可以确定检测样品中汞离子是否超过标准，再将检测样品槽的溶液颜色与比色卡进行对比，可以确定检测样品中汞离子浓度的范围。