CN103630525B - 表面增强拉曼光谱测定镉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用表面增强拉曼光谱测定Cd²⁺的方法，测定步骤为：1、制备已知浓度中Cd²⁺的分析溶液，测定其1504cm^-1处的表面增强拉曼峰强度值为I；2、制备不含中Cd²⁺的空白对照体系，亦测定其表面增强拉曼峰强度值为I₀；3、计算ΔI=I₀-I；4、以ΔI对Cd²⁺的浓度<i>C</i>做工作曲线；5、制备被测样品分析溶液，测定其表面增强拉曼峰强度值为I_样品，计算ΔI_样品=I₀-I_样品；6、依据工作曲线，计算出被测样品中的中Cd²⁺的浓度。本发明与已有的方法相比，本测定方法操作简便，试剂易得，灵敏度高，选择性好。

Description

表面增强拉曼光谱测定镉的方法

技术领域

本发明涉及分析化学领域，具体是用表面增强拉曼光谱测定镉的方法。

背景技术

镉是主要的环境污染毒物之一。大量研究表明,摄入或吸入过量的镉可引起肾、肺、肝、骨、生殖效应及癌症。由于镉化合物大多溶于水，因此不论从消化道、呼吸道都能被吸收进入机体,对全身器官系统发生作用，不同形式的镉盐对动物的影响不同。因此，研究镉的测定方法具有重要意义。目前，镉元素检测的方法很多，有原子吸收分光光度法、分光光度法、电热蒸发-电感耦合等离子体发射光谱法、质谱法或石墨炉原子吸收法等技术。他们大都需要昂贵的仪器，并且操作复杂，需要专门的技术人员来完成。而且都需要将样品消解后测量，这些方法不但耗时长，还会显著增加待测物污染和损失的风险。表面增强拉曼光谱具有快速灵敏、选择性高等特点，主要用于定性检测。目前，在溶液中进行表面增强拉曼光谱定量测定的研究相对较少。迄今，尚未见镉离子的表面增强拉曼光谱法的报道。本发明以纳米金为基底，罗丹明6G为探针建立了一个灵敏的测定镉的表面增强拉曼光谱方法。

发明内容

本发明的目的是为克服现有测定镉方法技术的不足，而提供一种用表面增强拉曼光谱测定镉的方法。该方法选择性好、稳定性好、灵敏度高，操作简便，试剂易得。

实现本发明的目的技术方案是：

以纳米金胶为基底，吸附在纳米金胶上的罗丹明6G分子能产生表面增强拉曼效应，在1504cm^-1拉曼位移处有一个较强的表面增强拉曼峰。当加入Cd²⁺、I^-、罗丹明6G时，此时KI使得纳米金胶形成大的聚集体，Cd²⁺与I^-及罗丹明6G发生缔合反应形成微粒,因而罗丹明6G吸附量减少，导致1504cm^-1拉曼位移处表面增强拉曼峰强度降低，随着Cd²⁺浓度增大，体系在1504cm^-1拉曼位移处的表面增强拉曼峰强度呈线性关系，故可用1504cm^-1表面增强拉曼光谱测定Cd²⁺。

用表面增强拉曼光谱测定Cd²⁺的方法，包括如下步骤：

（1）制备已知浓度的Cd²⁺标准测试体系：于刻度试管中，依次加入10～800μL7.80×10^-6mol/LCd²⁺标准溶液，60～120μL20%碘化钾溶液，10～50μL6.0mol/LH₂SO₄溶液，300～500μL5.23×10^-4mol/L罗丹明6G溶液，200～500μL47.8μg/mL纳米金，混合均匀，用二次蒸馏水定容至2.0mL，室温放置10min；

（2）按步骤（1）的方法制备不加Cd²⁺制备空白对照体系；

（3）取上述体系的溶液分别置于石英比色皿中，在拉曼光谱仪上，设定仪器参数，扫描获得体系的表面增强拉曼光谱，测定1504cm^-1处的表面增强拉曼峰强度值为I，同时测定空白对照体系的表面增强拉曼峰强度值为I ₀，计算ΔI=I ₀-I；

（4）以ΔI对Cd²⁺的浓度关系做工作曲线；

（5）依照步骤（1）的方法制备待检测样品分析溶液，其中加入的Cd²⁺标准溶液替换为被测样品溶液，并按步骤（3）的方法测定被测样品分析溶液的表面增强拉曼峰强度值为I _样品，计算ΔI _样品=I ₀-I _样品;

（6）依据步骤（4）的工作曲线，计算出被测样品Cd²⁺的含量。

本发明的优点是：

与已有的方法相比，本测定方法选择性好，不需加稳定剂、聚集剂使得分析成本更低、体系稳定性好，试剂种类少，省时，简便快捷。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中的部分表面增强拉曼光谱图。

图中，a:0.9%KI溶液-0.105mol/LH₂SO₄-1.05×10^-4mol/L罗丹明6G溶液-7.17μg/mL纳米金；b:a+0.039μmol/LCd²⁺；c:a+0.78μmol/LCd²⁺；d:a+1.17μmol/LCd²⁺；e:a+2.73μmol/LCd²⁺；f:a+3.12μmol/LCd²⁺.。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的阐述。

实施例：

用表面增强拉曼光谱测定Cd²⁺的方法，包括如下步骤：

（1）制备已知浓度的Cd²⁺标准测试体系：于刻度试管中，依次加入10、200、300、700、800μL7.80×10^-6mol/LCd²⁺标准溶液，90μL20%碘化钾溶液，35μL6.0mol/LH₂SO₄溶液，400μL5.23×10^-4mol/L罗丹明6G溶液，300μL47.8μg/mL纳米金，混合均匀，用二次蒸馏水定容至2.0mL，室温放置10min；

（2）按步骤（1）的方法制备不加Cd²⁺制备空白对照体系；

（3）取标准测试体系的溶液分别置于石英比色皿中，在DXRsmart型拉曼光谱仪上，设定仪器参数激光功率为3.0mW,采集时间为2.5s，扫描获得体系的表面增强拉曼光谱，测定1504cm^-1处的表面增强拉曼峰强度值为I，同时测定空白对照体系的表面增强拉曼峰强度值为I ₀，计算ΔI=I ₀-I；

（4）以ΔI对Cd²⁺的浓度关系做工作曲线；获得线性回归方程为ΔI=0.611C+4.3，其中Cd²⁺浓度C的单位为μmol/L，测定线性范围为0.039-3.12μmol/L；

（5）实样测定：取某厂矿的污水，用滤纸过滤，取滤液适量依照步骤（1）的方法制备待检测样品分析溶液，其中加入的Cd²⁺标准溶液替换为被测样品溶液，并按步骤（3）的方法测定被测样品分析溶液的表面增强拉曼峰强度值为I _样品，计算ΔI _样品=I ₀-I _样品;

（6）依据步骤（4）的工作曲线，计算出被测样品Cd²⁺的含量分别为2.1μmol/L。

本发明检测方法的验证：

取步骤（5）的水样按参考文献：崔凤灵,李芳,崔延瑞,秦利霞,王丽.共振光散射法测定镉的应用研究.河南师范大学学报(自然科学版),2008,36(4):98-101的方法测定水中Cd²⁺含量，计算得到污水中Cd²⁺的含量为2.3μmol/L。测定结果与本发明的方法基本一致。

Claims (1)

1.用表面增强拉曼光谱测定Cd²⁺的方法，其特征是：包括如下步骤：

（1）制备已知浓度的Cd²⁺标准测试体系：于刻度试管中，依次加入10～800μL7.80×10^-6mol/LCd²⁺标准溶液，60～120μL20%碘化钾溶液，10～50μL6.0mol/LH₂SO₄溶液，300～500μL5.23×10^-4mol/L罗丹明6G溶液，200～500μL47.8μg/mL纳米金，混合均匀，用二次蒸馏水定容至2.0mL，室温放置10min；

（2）按步骤（1）的方法制备不加Cd²⁺制备空白对照体系；

（3）取上述体系的溶液分别置于石英比色皿中，在拉曼光谱仪上，设定仪器参数，扫描获得体系的表面增强拉曼光谱，测定1504cm^-1处的表面增强拉曼峰强度值为I，同时测定空白对照体系的表面增强拉曼峰强度值为I ₀，计算ΔI=I ₀-I；

（4）以ΔI对Cd²⁺的浓度关系做工作曲线；

（5）依照步骤（1）的方法制备待检测样品分析溶液，其中加入的Cd²⁺标准溶液替换为被测样品溶液，并按步骤（3）的方法测定被测样品分析溶液的表面增强拉曼峰强度值为I _样品，计算ΔI _样品=I ₀-I _样品;

（6）依据步骤（4）的工作曲线，计算出被测样品Cd²⁺的含量。