[发明专利]基于氮化碳电致化学发光检测铬含量的方法

说明书

本发明涉及基于氮化碳电致化学发光检测铬含量的方法。基于氮化碳电致化学发光检测铬含量的方法，其为：将氮化碳材料制成电级，作为电致化学发光体，加入共反应剂，加入待测样品溶液，进行ECL电化学检测，基于电致化学发光强度与Cr(VI)浓度的关系，检测得到检测样品溶液Cr(VI)的含量。本发明利用氮化碳C₃N₄化合物和六价铬之间的内滤效应使得C₃N₄的阴极电致化学发光发生猝熄的特性，建立起六价铬浓度和ECL强度之间的关系，由此实现了使用氮化碳材料构建电致化学发光法来对六价铬进行定量测定的目的。该方法用于检测环境中的六价铬高效，快捷，成本低，而且可以用于检测环境中的总铬和三价铬，具有实际应用价值。

技术领域

本发明属铬含量检测领域，具体涉及基于氮化碳电致化学发光检测铬含量的方法。

背景技术

在人类的生产生活中，工农业废水、生活污水的随意排放成为了全国性的环境问题，这些污水废水中含有大量的有毒污染物。其中最常见的就是重金属离子，重金属是指密度大于等于5g/cm³的金属，水体中的重金属离子主要来源于工业废水，而在这些金属离子中常见的重金属离子有Cu(II)、Pb(IV),As(III),Mo(VI),Cr(VI)。铬是一种重金属的化学物质，在元素周期表中的位置是，以-2价到+6价的价态存在，主要以FeCr₂O₄的形式存在与铬铁矿中。铬是地壳中存在最广泛的的元素之一，用途十分广泛，常应用于冶金、电镀、制革、制涂料、塑料、保护涂层和制陶业等等。铬元素主要以Cr(VI)和Cr(III)两种价态存在于液体环境中，它的毒性跟它的价态有密切关系。三价铬Cr(III)对人体是有益的，它是胰岛素作用和葡萄糖、脂质、蛋白质等新陈代谢的重要元素。相反，六价铬Cr(VI)是对人类身体有很高的毒性的，环境保护局将它定义为致癌物质。世界卫生组织规定地表水中的Cr(VI)的安全浓度为50μg L^-1。气溶胶形式的Cr(VI)已经显示会导致慢性溃疡，皮炎，肺癌和甚至染色体畸变。因此准确的控制以及测量环境中六价铬的含量是十分重要的。

到目前为止，已经开发了多种检测Cr(VI)的分析技术，例如光电化学，原子吸收光谱，荧光，电热蒸发-三重四电感耦合等离子体质谱(ETV-QQQ-ICP-MS)和电感耦合等离子体质谱联用等方法。但这些方法具有一定的局限性，如分离富集程序繁琐，成本高，耗时长等。因此，迫切需要一种简单，便宜且灵敏的快速预筛分Cr(VI)的分析方法。电致化学发光(ECL)是指某些具有电致化学发光活性的物质处在一定的电位时，与溶液中氧化还原物质发生反应生成不稳定的激发态，该激发态在跃迁回到基态时导致化学发光，当控制体系扫描电压和速率一定时，ECL信号强度和待测物的浓度呈现一定的线性关系。电致化学发光(ECL)被认为是一种简单，灵敏，低背景发射和由电化学反应触发的强大分析技术。电致化学发光法所发射的光和荧光是一种光，只是激发过程不同，由于其低背景发射，高灵敏度和简单的仪器要求等优点，越来越多科研工作人对它投入关注。石墨相的碳化氮(g-C₃N₄)是一种新型的电致化学发光体，是碳氮化物最稳定的同素异形体，具有典型的堆叠二维结构。近年来，g-C₃N₄由于其独特的电子性质，低毒性，低成本和中等带隙(2.7eV)的高稳定性而引起了全世界的研究兴趣。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于氮化碳电致化学发光检测铬含量的方法。该方法操作简单，成本低，能够实现铬含量的检测。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

提供一种基于氮化碳的电致化学发光检测铬含量的方法，将氮化碳材料制成电级，作为电致化学发光体，加入共反应剂，加入待测样品溶液，进行ECL电化学检测，基于电致化学发光强度与Cr(VI)浓度的关系，检测得到待测样品溶液Cr(VI)的含量。

按上述方案，所述的氮化碳为中空氮化碳或金嫁接的中空氮化碳材料。