一种测定氨的共振瑞利散射光谱法

摘要

本发明公开了一种简单快速测定氨的共振瑞利散射光谱法，包括如下步骤：（1）制备氨标准溶液体系；（2）制备空白对照溶液体系；（3）分别测定氨标准溶液体系和空白对照溶液体系的共振瑞利散射峰强度值 I 标准及 I 空白，计算Δ I = I 空白– I 标准；（4）以Δ I 对氨的浓度关系做工作曲线；（5）被测物样品的测定，计算Δ I 样= I 空白- I 样；（6）根据样品测得的Δ I 样，查步骤（4）的工作曲线，计算出被测物中氨的含量。本测定方法的仪器简单，操作快速，灵敏度高、选择性好。

说明书

技术领域

本发明涉及分析化学领域，具体是测定氨的共振瑞利散射光谱法。

背景技术

氨是一种无色、具有刺激性恶臭气味的气体，它的溶解度极高。空气中的氨可引起人体皮肤、眼睛和呼吸道的刺激,易被人体呼吸道和皮肤粘膜吸收，短期内吸入大量氨气后人产生头痛、厌食、呼吸困难，乏力等症状，严重者可发生肺水肿、成人呼吸窘迫综合症，同时可能发生呼吸道刺激症状，降低人体抵抗力。目前测定氨的方法有分光光度法、色谱法、荧光法等。这些方法当中有些存在灵敏度低、操作繁琐等缺点，因此发明一种简便灵敏测定氨的方法十分必要。目前尚未见共振瑞利散射光谱法和新型纳米材料碳纳米微粒结合检测氨的方法报道。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种简单测定氨的共振瑞利散射光谱法。

用共振瑞利散射光谱法测定氨的方法，包括如下步骤：

（1）制备氨标准溶液体系：取刻度试管，依次移取10～300 μL 10 mg/L氨标准溶液，然后依次移取80～120 μL pH 3.8 HAc-NaAc缓冲溶液，250～350 μL 1.67mol/L乙酰丙酮，350～450 μL 2.4 mol/L甲醛，用蒸馏水分别定容至1.5 mL刻度，摇匀。在90℃水浴中加热5 min 后，取出并冷水冷却后加入450～550 μL 17.3 mg/mL碳纳米微粒，混匀，静置10 min；

（2）制备空白对照溶液体系：用步骤（1）的方法不加氨标准液制备空白对照溶液体系；

（3）分别取按步骤（1）、(2）制备的氨标准溶液体系及空白对照溶液体系适量，置于比色皿中，在荧光分光光度计上，同步扫描激发波长和发射波长，获得体系的共振瑞利散射光谱，测定体系最大波长370 nm处氨标准溶液体系的共振瑞利散射峰强度值I，以及测定空白对照溶液体系的共振瑞利散射峰强度值I₀，计算ΔI = I₀- I；

（4）以ΔI对氨的浓度关系做工作曲线；

（5）被测物样品测定：取含有氨的待测样品，按步骤（1）～（3）操作。算出被测物的ΔI_样＝I₀ - I_样；

（6）根据样品测得的ΔI_样，查步骤（4）的工作曲线，计算出被测物中氨的含量。

所述的碳纳米微粒的制备方法是：准确加入1mL碳素墨水于干净烧杯中，并准确称取其质量，80 ℃烘干120 min，再次称取烘干后的质量为173 mg。将此方法获得的碳纳米微粒用扫描电镜及激光散射技术进行表征，粒径为40 nm。使用前用二次蒸馏水稀释为17.3 mg/mL作为工作溶液。

实现本发明的原理是：在pH 3.8醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，当体系中存在氨时，甲醛与乙酰丙酮及铵盐生成二乙酰基二氢卢剔啶黄色化合物。当该黄色化合物与碳纳米微粒接近时，使得碳纳米粒子表面等离子体共振瑞利散射能量转移，体系370nm处的共振瑞利散射强度减小，且随着氨的浓度增大，峰发生位移，但在370nm处共振瑞利散射强度值呈线性关系降低。据此建立了测定痕量氨的共振瑞利散射光谱法。

本发明的优点是：与已有的方法相比，本测定方法操作简便，灵敏度高、选择性好、体系稳定。

附图说明

图1为本发明实施例测定氨的部分共振瑞利散射光谱图。

图中：(a) pH 3.8 HAc-NaAc-250 mmol/L乙酰丙酮-0.48 mol/L甲醛-4.3 mg/L碳纳米粒子; (b) a+0.25 mg/L氨; (c) a+0.5 mg/L氨; (d) a+1.0 mg/L氨；(e) a+1.5 mg/L氨。

具体实施方式

实施例：

应用共振瑞利散射光谱法测定氨，包括如下步骤：

（1）制备氨标准溶液体系：取刻度试管，分别移取10,50,100,200,300 μL 10 mg/L氨标准溶液加入到不同试管中，然后在各试管中依次移取100 μL pH 3.8 HAc-NaAc缓冲溶液，300 μL 1.67mol/L乙酰丙酮， 400 μL 2.4 mol/L甲醛，用蒸馏水分别定容至1.5 mL刻度，摇匀。在90℃水浴中加热5 min 后，取出并冷水冷却后加入500 μL 17.3 mg/mL碳纳米微粒，混匀，静置10 min，制成多个氨标准溶液体系；

（2）制备空白对照溶液体系：用步骤（1）的方法不加氨标准液制备空白对照溶液体系；

（3）分别取按步骤（1）、(2）制备的氨标准溶液体系及空白对照溶液体系适量，置于比色皿中，在荧光分光光度计上，同步扫描激发波长和发射波长，获得体系的共振瑞利散射光谱，测定体系最大波长360 nm处氨标准溶液体系的共振瑞利散射峰强度值I，以及测定空白对照溶液体系的共振瑞利散射峰强度值I₀，计算ΔI = I₀- I；

（4）以ΔI对氨的浓度关系做工作曲线；

（5）被测物样品测定：在某地的男厕和女厕，学术报告厅大厅的男厕和女厕采样，方法是在U 形棕色吸收管中加入10mL稀硫酸吸收液，连接大气采样仪，以0.5 L/min的流速采样20 min, 采样后的溶液转入10mL 比色管中，即获得含有氨的待测样品，按步骤（1）～（3）操作。算出被测物的ΔI_样＝I₀ - I_样；

（6）根据样品测得的ΔI_样，查步骤（4）的工作曲线，计算出被测物中氨的含量分别为0.061 mg/m³、0.094 mg/m³、0.10 mg/m³、0.15 mg/m³。

本发明实施例测定氨的浓度在0.05～1.5 mg/L范围内，线性回归方程为ΔI=1839C+100,线性相关系数为0.9918，检出限为0.01 mg/L。

方法验证实验：按文献：刘汉方, 马德库, 梁戈清, 史文宝, 牛桂莉. 乙酰丙酮甲醛分光光度法测定车间空气中氨. 中国卫生检验杂志，2010, 20(3): 514-515的方法对步骤（5）的4个待测样品溶液按步骤（1）～（3）操作，测定氨结果分别为0.057 mg/m³、0.091 mg/m³、0.13 mg/m³、0.16 mg/m³。说明该方法正确可靠。