CN105067611A - 一种水的硬度快速检测试纸 - Google Patents

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许文涛
陈玉婷
翟百强
程楠
黄昆仑
董凯
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Abstract

本发明涉及一种水的硬度快速检测试纸，属于水质检测领域。仅由纸基和显色纸片两部分组成，结构和操作都很简单；以3mm层析滤纸为载体，使试纸能够在3s内对水的硬度进行迅速的半定量检测；选择最优的制作工艺，极大缩短了试纸的生产周期；加入分散剂和保护剂，提高了试纸的稳定性；加入天然抗菌抗氧化剂，无毒副作用，延长试纸的试用期；依靠目力观察即可得出检测结论，不需用贵重仪器显示，使用者不需专门训练就能掌握；同时价格便宜，生产成本低，为一次性使用且无需检修维护，精确度较高，重复性也好，非常适宜于监管部门现场实时快速检测和监测。

Description

一种水的硬度快速检测试纸
技术领域
本发明涉及一种快速、灵敏、便捷、保存期长的检测水的硬度的试纸，属于水质检测技术。
背景技术
硬度是水质的一个重要指标，由钙、镁组成，由于硬度并非是由单一的金属离子或盐类形成的，因此，为了有一个统一的比较标准，有必要换算为另一种盐类。通常用CaO或者是CaCO3的质量浓度来表示。现在社会经济发展越来越快，人们越来越关注环境和生活质量，其中关于水的硬度对工业生产、环境监测和生活用水的影响日渐引起人们的注意。
水的硬度的传统检测方法大体可分为化学分析方法和仪器分析方法。水的硬度的传统检测方法大体可分为化学分析方法和仪器分析方法，对于高浓度的样品，一般采用化学滴定分析法，主要有EDTA法，水杨酸法等；对于低浓度的样品，常用的仪器分析方法，有紫外分光光度法、高效液相色谱法、流动注射-分光光度法等。目前国内大多采用EDTA络合滴定法测定水的硬度，该方法耗时稍长，并且成本较高，不适于在基层及现场检测中普及使用，因此水的硬度的快速、灵敏检测是我国食品工业发展和食品安全迫切需要解决的关键技术难题。
将纸片材料应用于检测分析的优越性越来越被研究者重视，试纸检测技术可实现现场快速检测，且成本低，适于基层普及使用，大大改善对水质硬度检测的不利情况。目前专利991116933的中国专利公布了《一种水质总硬度试纸》，也有专利011323833公布了《一种水质总硬度检测试纸及制备方法》，但都对使用者要求严格，易于带来各种操作误差，或者是颜色变化不明显，由于人肉眼对颜色辨别能力的不同而导致误差较大，不能满足对水质硬度检测的要求。使用试纸技术检测水质硬度，要求颜色变化明显，反应迅速，操作简单，而现有试纸均不能满足要求；另外，现有试纸条均存在保存期短、易污染的问题，如何延长试纸条保存期也有待研究；现有的试纸条一般采用叠氮钠等一些有毒的防腐剂，这无疑对环境及操作者都会造成伤害，因此，必须寻找一种敏感性好、响应时间短、生产周期短、具有可观的稳定性和保存期、拥有很强的市场竞争力的技术，用来快速检测水的硬度。
发明内容
本发明公开了一种快速、灵敏、便捷的检测水的硬度的试纸，可以方便、快捷地对工业用水、市场销售的各种水、生活用水的硬度进行测定，在3s中读取半定量检测结果。
本发明的组成：包括纸基和显色纸片两部分，所述的显色纸片先经过反应液的浸泡，浸泡时间为10-20s，于温度45-50℃、真空度100-110Pa的环境下烘干45-50min；所述的显色纸片和所述的基片固定连接。
本发明的的制备步骤：
(1)反应液的配制：以50％的乙醇溶液，用磷酸缓冲液调至pH值为10为溶剂，以0.5-0.7g/L的铬黑T和0.2-0.4g/L的茜素为溶质，添加保护剂和稳定剂聚乙烯吡咯烷酮5-10g/L，抗氧化剂葡萄柚种子提取物(GSE)0.5-1ml/L；
(2)滤纸的裁剪：用裁纸器把3mm层析滤纸(以下简称滤纸)裁剪成10cm×15cm的矩形纸片，便于后续浸液和烘干；
(3)反应液的浸泡：把配置好的反应液液倒入专用玻璃皿中，用镊子夹住裁剪好的滤纸在反应液中浸泡10-20s，用夹子挂在干燥箱板上；
(4)烘干：为防止空气中的氧分子干扰使试纸失去使用效果，将完成浸液的滤纸放入真空干燥箱内，达到真空度100-110Pa，温度45-50℃，烘干时间45-50min。
(5)显色纸片的贮藏：干燥好的滤纸即为显色纸片，将其裁剪成1cm×15cm的显色条，每张可裁剪为10条，封在自封袋内，放入盛有干燥剂的干燥器中留存待检；
(9)纸基的制作：用裁纸器把PP合成纸裁剪成7cm×15cm的矩形纸片，便于后续纸基和显色片的黏合和试纸条的切割。
(10)纸基和显色片的黏合：将裁剪好的1cm×15cm的显色条用粘合剂黏合在7cm×15cm的纸基片的一端，成为试纸片；
(11)试纸条的切割：用切纸机将黏合好的试纸片均匀切割为0.55cm×7cm的试纸条；
(12)试纸条的贮藏：密封在4-20℃干燥环境内贮存，不得受到阳光直射。
本发明的适用范围：水的硬度的半定量快速检测；检测范围：0-300mg/L；检测原理：在碳酸钙存在条件下，含有铬黑T的反应液能生成有色物质，并且碳酸钙的浓度与生成物质颜色的深浅呈正相关，在衬色剂茜素(惰性染料)的影响下，反应产物出现明显的颜色变化，使得色阶明显。
本发明的样品处理：液体样品可直接检测；固体样品应将其粉碎并与同等质量的蒸馏水混合，浸泡5min后，搅拌均匀即可对液体进行检测。
本发明的操作方法：取适量的样品于洁净的干燥容器，以浸没试纸的显色片区域为标准，浸没后立即取出，将显色片朝上水平放置，可在3s后进行半定量读数。
本发明的结果判定：将试纸的颜色与标准比色卡进行比较，与比色卡颜色相同的色阶对应的数值即为本样品的检测值，如试纸的颜色在两个色阶之间即取两者的中间值。
本发明的特点：添加天然抗氧化剂，提高了试纸的稳定性并有效延长使用期，可保存一年以上而效果不受影响，安全无污染、成本低；仅由纸基和显色纸片两部分组成，结构和操作都很简单；以3mm层析滤纸为载体，使试纸能够在3s内对水质硬度进行迅速的半定量检测；选择最优的制作工艺，极大缩短了试纸的生产周期；加入保护剂，提高了试纸的稳定性和保存期；添加衬色剂使得试纸色阶明显，更容易判定结果，极大改善因人的肉眼辨别能力有限而造成的误差；依靠目力观察即可得出检测结论，不需用贵重仪器显示，使用者不需专门训练就能掌握；同时价格便宜，生产成本低，为一次性使用且无需检修维护，精确度较高，重复性也好，非常适宜于现场实时快速检测和监测。
附图说明
图1为本发明的俯视结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图；
图3为本发明的标准比色卡(mg/L)，比色对应十六进制颜色码。
具体实施方式
制备实施例
实施例1
首先配置反应液，反应液中溶剂为50％乙醇，用柠磷酸缓冲液调至pH值为10，溶质为0.5-0.7g/L的铬黑T和0.2-0.4g/L的茜素，并添加5-10g/L的分散剂和保护剂PVP及0.5-1mg/L的抗氧化剂葡萄柚种子提取物(GSE)。将3mm层析滤纸在反应液中浸泡时间10s，在真空度100Pa、温度45℃的环境下下烘干45min。将处理好的滤纸黏合在基片上，切割成0.55cm×7cm的试纸条。密封在4℃干燥环境内贮存，不得受到阳光直射。
效果实施例
实施例2
采购自超市的知名品牌矿泉水样品20份，分别取适量的样品于洁净的干燥容器，以浸没试纸的显色片区域为标准，浸没后立即取出，将显色片朝上水平放置，可在3s后进行半定量读数。将试纸的颜色与标准比色卡进行比较，与比色卡颜色相同的色阶对应的数值即为本样品的检测值，如试纸的颜色在两个色阶之间即取两者的中间值。测得20份矿泉水样品的硬度均为25mg/L，为合格样品。
实施例3
取自公园湖水样品5份，取适量的样液于洁净的干燥容器，浸没后立即取出，将显色片朝上水平放置，可在3s后进行半定量读数。将试纸的颜色与标准比色卡进行比较，与比色卡颜色相同的色阶对应的数值即为本样品的检测值，如试纸的颜色在两个色阶之间即取两者的中间值。测得5份湖水样品的硬度均为150mg/L，适合鱼类生存。
实施例4
取自各学校自来水样品20份，取适量的样液于洁净的干燥容器，以浸没试纸的显色片区域为标准，浸没后立即取出，将显色片朝上水平放置，可在3s后进行半定量读数。将试纸的颜色与标准比色卡进行比较，与比色卡颜色相同的色阶对应的数值即为本样品的检测值，如试纸的颜色在两个色阶之间即取两者的中间值。测得自来水样品的硬度为50mg/L，符合国家标准。
使用EDTA的方法进行验证，检测结果与本发明的试纸结果一致，证明了本发明的实用性和准确性。

Claims (8)

1.一种水的硬度快速检测试纸，其特征在于：由纸基和显色纸片组成，所述显色纸片事先经过反应液的浸泡，浸泡时间为10-20s，于温度45-50℃、真空度100-110Pa的环境下烘干45-50min，所述的显色纸片和所述的基片固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种水的硬度快速检测试纸，其特征在于：所述的纸基材质为PP合成纸，显色纸片材质为3mm层析滤纸。
3.根据权利要求1所述的一种水的硬度快速检测试纸，其特征在于：所述的反应液中溶剂为50％的乙醇溶液，用磷酸缓冲液调至pH值为10，溶质为0.5-0.7g/L的铬黑T和0.2-0.4g/L的茜素混合液，并添加5-10g/L的分散保护剂和0.5-1ml/L的抗菌抗氧化剂。
4.根据权利要求3所述的一种水的硬度快速检测试纸，其特征在于：缓冲溶液包括但不局限于磷酸缓冲液。
5.根据权利要求3所述的一种水的硬度快速检测试纸，其特征在于：分散保护剂包括但不局限于聚乙烯吡咯烷酮。
6.根据权利要求3所述的一种水的硬度快速检测试纸，其特征在于：抗菌抗氧化剂剂包括但不局限于葡萄柚种子提取物(GSE)。
7.根据权利要求1所述的一种水的硬度快速检测试纸，其特征在于：标准比色卡的颜色分为5档次，它们分别对应待检测样品中硬度的实际浓度为0mg/L、25mg/L、50mg/L、150mg/L、300mg/L。
8.根据权利求1所述的一种水的硬度快速检测试纸，其特征在于：所述的试纸条的规格为长5-10cm，宽0.5-1cm，优选为长7cm、宽0.55cm的规格。
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