[发明专利]绿色高效检测汞离子的凝胶的制备方法及该凝胶的应用

说明书

本发明公开了一种绿色高效检测汞离子的凝胶的制备方法及该凝胶的应用，涉及凝胶的制备技术领域。其制备方法包括：将羧甲基纤维素钠加入至蒸馏水中，配制成质量分数为0.1‑0.2％的羧甲基纤维素钠溶液A；用硝酸银、氨水和蒸馏水配制0.05‑0.20mol/L的银氨络离子溶液B；搅拌下，将30‑80μL的银氨络离子溶液B加入至40‑70μL的羧甲基纤维素钠溶液A中，设置一定温度搅拌，再向其中加入还原剂，反应结束，得到亮黄色CMC/AgNPs凝胶，并将其避光保存。本发明制备得到的凝胶对汞离子有高度选择性，不受其他金属离子的干扰，同时灵敏度高，可适用于绝大多数水源、水果、蔬菜的即时、即地检测。

技术领域

本发明涉及凝胶的制备技术领域，具体涉及一种可高效检测汞离子的凝胶的制备方法及应用。

背景技术

中国用汞的历史悠久。距今6000多年，浙江余姚县河姆渡遗址中就有外涂朱砂(HgS)的漆碗。在江浙一带的良渚文化(距今5300-4300年左右)、西北马家窑文化(约公元前5000年-前4000年)、四川广汉三星堆(距今约有5000至3000年历史)、在河南殷虚(距今约有3300余年)等遗址曾发现用朱砂涂染的装饰品和甲骨文。据史记记载，秦陵(距今2200余年)地宫用汞作为江河湖海，致使现在墓陵周围土壤的含汞量最高高于毗邻地区的8倍。目前，中国已经成为世界上最大的汞生产和汞消费国家，中国汞消费量超过1000t/a，约占世界消费总量的50％。随着人类生活逐步进入工业化和现代化，污染对人类和生态的威胁也与日俱增。

目前常见的汞污染种类主要有：节能灯的节能荧光管中含有汞、农业化肥和农药的使用过程中也会造成汞的排放及大气污染源中排放的汞，而汞对人体健康的危害与汞的化学形态、环境条件和侵入人体的途径、方式有关。已有相关研究证明汞对人体的危害是不可估量的，其中甚至会通过母婴传播。因此，为了预防汞对人类的危害，除了在源头上消除汞污染的产生和排放以外，若能够及时、准确的测定和判断环境和食品的汞含量是否超标也是同样的重要。

对于汞含量的测定方法，现有技术中采用的测定方法主要有仪器测定法和双硫腙比色法，其中，仪器测定法例如：冷原子吸收法(AAS)、塞曼效应原子吸收法(AAS)、冷院系荧光法(AFS)、氢化物发生-原子荧光法(AFS)、等离子体无机质谱法(ICP-MS)。业内有关专家指出：这些仪器一次购置费用都在几十万、乃至百万元人民币，每年的维护费和运行费都不下80万元。最大的缺点是不能即时、即地的快速检测，专业人员从取样到出结果至少需要2-3d的时间。对老百姓来说要用此技术判断饮用水、食品、土壤等是否汞超标是不可能的。仪器法还存在操作繁琐、需要技术专业人员操作的缺陷。而双硫腙比色法灵敏度低、萃取剂用量大、氯仿对人体有害，有致癌的风险。双硫腙还可与20多种金属离子反应，抗干扰能力差，需要采取屏蔽手段。

综上所述，为避免汞对人体的危害或对环境的污染，汞离子的检测亟需要一种既廉价、易操作，又能满足即时即地、快速检测的新技术。

申请号201310463427.0公开了一种含巯基化合物的超分子凝胶测定汞离子的方法，原理是超分子水凝胶从凝胶态转化为凝胶态，凝胶态的重量变化与汞离子的加入量成正比，通过称取剩余凝胶态的重量来定量计算，但存在反应时间长(需要5-6h)，凝胶从凝胶中精准分离困难、灵敏度低的缺陷；申请号201810242879.9公开了一种用于水质中金属离子含量检测的有机化合物，所述化合物包含取代或未取代的N-乙酸基-N-甲基吡啶苯胺作为金属离子络合体，并在其分子的对位引入生色基团或荧光基团。该方法适用于锌离子的测定，但存在对汞离子选择性较差、灵明度低、苯胺类化合物对环境有污染等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绿色高效检测汞离子的凝胶的制备方法及该凝胶的应用，该方法制备得到的凝胶对汞离子有高度选择性，不受其他金属离子的干扰，同时灵敏度高，检测限达到1.8×10^-8mol/L(0.0036mg/L)，可适用于绝大多数水源、水果、蔬菜的即时、即地检测。

本发明的任务之一在于提供一种检测汞离子的凝胶的制备方法，其采用了如下技术方案：