[发明专利]一种精准检测环境水样中痕量铀的多相光催化共振荧光法

摘要

本发明涉及一种精准检测环境水样中痕量铀的多相光催化共振荧光法。该方法主要为：利用对UO₂²⁺具有特异性识别和吸附作用的固相萃取粒子UMIP，能将复杂环境水样中痕量铀酰定量分离并吸附在其表面后形成含铀的铀酰分子印迹聚合物；然后通过多相光催化共振荧光法精准检测铀的含量。该方法具有灵敏度高、特异性强、抗基体干扰强、简单快速和低成本的特点。本发明还制备了多相光催化动力学分析检测装置，该装置包括光催化反应系统、低热强光光源、风冷恒温系统和电磁搅拌系统。

主权项

1.一种精准检测环境水样中痕量铀的多相光催化共振荧光法，首先制备一种对UO₂²⁺具有特异选择性的磁性Fe₃O₄核‑SiO₂壳纳米粒铀酰分子印迹聚合物，其特征在于，水样中的铀吸附于铀酰分子印迹聚合物UMIP的表面后形成含铀的铀酰分子印迹聚合物，在强的可见光照射下，UMIP‑UO₂²⁺催化溶液中的 KBrO₃ 氧化罗丹明G，使罗丹明G浓度下降，导致其荧光强度降低，随着铀的浓度增加使溶液荧光强度呈线性减小，根据溶液荧光强度降低值与铀浓度的线性相关性，实现对UO₂²⁺ 离子的特异性检测，包括以下步骤：(1) 固相萃取铀的固定相铀酰分子印迹聚合物UMIP的制备；(2) 固相萃取剂 铀酰分子印迹聚合物UMIP 的预处理；(3) 环境水样或合成水样中铀的固相萃取；(4) 多相光催化共振荧光法精准检测实际环境水样中痕量UO₂²⁺；所述步骤（1）具体为：取铀酰‑Salophen配合物和3‑氨丙基三乙氧基硅烷依次溶于在无水乙醇中，再加入四乙氧基硅烷后混匀，在不断搅拌下加入Fe₃O₄@SiO₂和盐酸，在室温和持续搅拌下反应 15h，反应完成后，用磁铁吸引分离，得到合成的磁性核‑壳型纳米粒铀酰分子印迹聚合物，用无水乙醇洗涤两次，真空干燥；所述步骤（3）具体为：将步骤（2）得到的UMIP置于烧杯中，加入铀酰标准溶液，在室温下搅拌进行铀酰的选择性吸附90 min，将磁铁置于烧杯外侧，吸引固体产物，去上清液，洗涤2‑3次，真空干燥，直接用于多相光催化共振荧光法测定铀；步骤（4）具体为：取等量经步骤（2）洗脱后的 UMIP 颗粒分别置于数支反应试管中，第一管留作空白，其余各管分别放入用不同浓度铀标准溶液或水样经步骤 （3） 处理得到 UMIP‑UO₂²⁺，然后反应试管中各加入Tirs‑HAc 缓冲液、KBrO₃和罗丹明G，加入磁石，用去离子水稀释至5 ml刻度，摇匀后进行多相光催化反应 20 min，取出，取上层溶液移入离心管，置于离心机中离心，上清液在 450‑650 nm 范围同步扫描得共振荧光光谱，并测定 543 nm 处的共振荧光强度F 和试剂空白 F₀， 计算 ΔF = F₀ – F，以ΔF 对 UO₂²⁺ 浓度绘制标准曲线，以标准曲线法检测水样中痕量铀的含量；所述铀酰‑Salophen配合物的制备具体为：称取25mmol 5‑氯甲基水杨醛溶于盛有 80 mL 无水乙醇的烧瓶中，滴加 0.01mol 3,4‑二氨基苯甲酸乙醇溶液，回流搅拌2 小时，冷却至室温，抽滤，用乙醇重结晶，真空干燥后得到 Salophen，将 Salophen加入到盛有 50ml 乙醇的烧杯中，并加入 7.5 mmol醋酸铀酰，搅拌回流45 min，冷却至室温，抽滤，用乙醇淋洗，取出后真空干燥，制得铀酰‑salophen配合物。