[发明专利]一种微/纳米塑料的表面增强拉曼光谱检测方法

说明书

本发明提供了一种微/纳米塑料的表面增强拉曼光谱检测方法，包括：制备微/纳米塑料溶液；制备纳米银溶胶：将硝酸银溶液加热至沸腾，再加入柠檬酸三钠进行还原反应，然后通过水系微孔滤膜过滤反应后的溶液，得到所述纳米银溶胶；将所述微/纳米塑料溶液、所述纳米银溶胶以及促凝剂混合形成混合液，通过光谱仪采集所述混合液的表面增强拉曼光谱信号，实现对微/纳米塑料的检测。本发明通过将银溶胶作为活性基底的表面增强拉曼光谱用于纯水和海水中微/纳米塑料的化学定性分析，是一种非常简单快速且有效的微/纳米塑料方法，具有一定的普适性。

技术领域

本发明涉及环境污染物检测技术领域，特别涉及一种微/纳米塑料的表面增强拉曼光谱检测方法。

背景技术

近几年海洋环境中塑料垃圾聚集的问题引起了社会越来越广泛的关注，环境中的塑料会在阳光紫外线辐射、机械破坏、风化侵蚀、生物降解等作用的复合影响下发生破碎形成微塑料，微塑料(5mm)因为容易被生物体摄入并可通过食物链的转移对更多生物甚至人类造成潜在的威胁而引起了研究者们的广泛关注。

目前，微塑料的分析存在各种各样的检测技术，其中常用的包括热解气相色谱-质谱，FTIR-傅里叶红外光谱和拉曼光谱技术等。然而，目前大部分研究都是调查大于20μm尺寸的微塑料颗粒，而对于20μm以及纳米塑料鲜有报道。纳米尺寸的塑料颗粒由于尺寸的限制无法被检测，尤其是对于水溶液中微/纳米塑料的检测，并没有较方便、准确的检测方法，这导致环境中关于纳米塑料数据(数量，化学性质等)出现缺失。

发明内容

本发明旨在一定程度上解决如何简单有效地检测水环境中的微/纳米塑料。

为解决上述问题，本发明提供了一种微/纳米塑料的表面增强拉曼光谱检测方法，包括：制备微/纳米塑料溶液；制备纳米银溶胶：将硝酸银溶液加热至沸腾，再加入柠檬酸三钠进行还原反应，然后通过水系微孔滤膜过滤反应后的溶液，得到所述纳米银溶胶；将所述微/纳米塑料溶液、所述纳米银溶胶以及促凝剂混合形成混合液，通过光谱仪采集所述混合液的表面增强拉曼光谱信号，实现对微/纳米塑料的检测。

可选地，所述混合液中包括银纳米颗粒聚集体，所述银纳米颗粒聚集体包裹在微/纳米塑料微球表面。

可选地，所述银纳米颗粒聚集体的尺寸为1500-3000nm。

可选地，所述微/纳米塑料包括聚苯乙烯、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种。

可选地，当所述微/纳米塑料为聚苯乙烯时，所述制备微/纳米塑料溶液，包括：将水放入反应器内，在氮气氛下升温搅拌，去除水中的氧气，然后向所述反应器内加入苯乙烯单体，搅拌均匀，再加入2,2-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐溶液，反应9-11小时，然后将反应后的溶液进行抽滤或透析，干燥后得到聚苯乙烯粉末，最后将所述聚苯乙烯粉末分散在纯水或海水中，得到所述微/纳米塑料溶液。

可选地，所述微/纳米塑料溶液与所述纳米银溶胶的体积比为1:1。

可选地，所述微/纳米塑料浓度与所述表面增强拉曼光谱信号之间呈线性函数关系；其中，当所述微/纳米塑料为粒径100nm的聚苯乙烯时，所述微/纳米塑料浓度与所述表面增强拉曼光谱信号正相关；当所述微/纳米塑料为粒径500nm的聚苯乙烯时，所述微/纳米塑料浓度与所述表面增强拉曼光谱信号负相关。

可选地，当所述微/纳米塑料为粒径100nm的聚苯乙烯，且在纯水中的浓度为0.8mg/mL时，所述微/纳米塑料的检测限为20μg/mL；当所述微/纳米塑料为粒径500nm的聚苯乙烯，且在纯水中的浓度为0.08mg/mL，所述微/纳米塑料的检测限为0.188mg/mL。

可选地，当所述微/纳米塑料为粒径100nm的聚苯乙烯，且在海水中的浓度为1.6mg/mL时，所述微/纳米塑料的检测限为30μg/mL；当所述微/纳米塑料为粒径500nm的聚苯乙烯，且在海水中的浓度为0.08mg/mL，所述微/纳米塑料的检测限为0.287mg/mL。