1.一种基于光传感膜快速定量选择性检测Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,制备聚合物包容膜:
按照质量比将2.13~2.14%的聚氯乙烯、2.78~3.19%的二(2-乙基己基)磷酸酯与
94.67~95.09%的溶剂四氢呋喃混合,在室温下溶解成均相溶液,水平静置于平底玻璃器皿中,室温常压下使溶剂挥发完全,固化成平整、均质、透明且厚度均匀,能选择性富集Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的聚合物包容膜;
步骤2,制备光传感膜条:
将步骤1所得聚合物包容膜裁剪成统一尺寸的膜条,浸入显色剂R的乙醇溶液中,吸附平衡后取出用去离子水洗去表面物理吸附的显色剂R,得到用于检测Cd(II)、Cu(II)、Zn(II))的光传感膜条;
步骤3,制定Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的标准曲线:
分别配制Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的系列浓度标准溶液,调节各标准溶液的pH值,将步骤2所得的光传感膜条分别浸于Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的系列浓度标准溶液中,恒温震荡吸附达平衡后,取出用去离子水洗去物理吸附在膜表面的物质;
用紫外-可见分光光度计进行膜条的全波长扫描,获得其最大吸收波长λmax,获取λmax处光传感膜条在各系列浓度的Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)溶液中吸附达平衡前后的吸光度A0和A,计算得△A=A-A0;以各系列标准溶液Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)浓度的对数与各自的△A作线性拟合,得出Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)各自的线性方程,绘制各自的标准曲线;
步骤4,检测未知浓度的Cd(II)、Cu(II)、Zn(II):
取未知水样调节pH值,分别添加用于消除其它共存离子干扰的掩蔽剂,摇匀,将步骤2所得的光传感膜条,置于待测水样中,恒温震荡达平衡,取出,去离子水冲洗;
用紫外-可见分光光度计测定λmax处的吸光度A,根据各离子的线性方程确认待测溶液中Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的浓度。
2.根据权利要求1的所述的基于光传感膜快速定量选择性检测Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的方法,其特征在于,所述步骤1中,在室温25~30℃,搅拌速度为350r/min下搅拌8~12h,得到均相溶液,所得光感膜条厚度控制在45~55μm之间。
3.根据权利要求1所述的基于光传感膜快速定量选择性检测Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的方法,其特征在于,所述步骤2中,膜条统一尺寸为3cm×1cm,厚度误差<5μm,膜条间的吸光度相对误差<3.03%;膜条避光贮存备用。
4.根据权利要求1所述的基于光传感膜快速定量选择性检测Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的方法,其特征在于,所述步骤2中,显色剂R-乙醇溶液为浓度0.015%的1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚-乙醇溶液,吸附平衡时间不少于30min。
5.根据权利要求1所述的基于光传感膜快速定量选择性检测Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的方法,其特征在于,所述步骤3中,Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)标准溶液分别为对应金属离子的硝酸盐水溶液;
-9 -4 -1
系列Cd(II)标准溶液浓度范围分别为8.90×10 ~8.90×10 mol·L ;
系列Cu(II)标准溶液浓度范围分别为1.78×10-7~1.78×10-3mol·L-1;
系列Zn(II)标准溶液浓度范围分别为1.78×10-9~1.78×10-4mol·L-1。
6.根据权利要求1所述的基于光传感膜快速定量选择性检测Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的方法,其特征在于,所述步骤3中,通过滴加硝酸、氢氧化钠调节Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)标准溶液的pH值分别为7、4、8;
所述恒温震荡的速度为100r/min,Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的吸附达平衡的最短时间分别为15、7、10min。
7.根据权利要求1所述的基于光传感膜快速定量选择性检测Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的方法,其特征在于,所述步骤3中所得Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的线性方程分别为△A=0.0246×lgC(Cd(II))+0.2169△A=0.0435×lgC(Cu(II))+0.3108
△A=0.0234×lgC(Zn(II))+0.2315
式中,△A为在λmax处吸附各浓度Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的前后的光感膜膜条的吸光度差值,C(Cd(II))、C(Cu(II))、C(Zn(II))分别为标准溶液中Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的摩尔浓度。
8.根据权利要求1所述的基于光传感膜快速定量选择性检测Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的方法,其特征在于,所述步骤3中,Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)各自的检测限分别为3.89×10-9、
1.23×10-7和3.42×10-10mol·L-1。
9.根据权利要求1所述的基于光传感膜快速定量选择性检测Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的方法,其特征在于,所述步骤4中,检测Cd(II)时,用于消除Cu(II)、Zn(II)干扰的掩蔽剂为浓度为0.01mol·L-1的0.1~0.3mL邻菲罗啉;
检测Cu(II)时,用于消除Cd(II)、Zn(II)干扰的掩蔽剂为0.2~0.3mL 0.1mol/L的盐酸羟胺与0~0.1mL 0.1mol/L的酒石酸钾钠组成的复合掩蔽剂;
检测Zn(II)时,用于消除Cd(II)、Cu(II)干扰的掩蔽剂为浓度为0.1mol·L-1的0.3~
0.5mL KI。
10.一种基于权利要求1-9任一项所述方法采用的选择性检测Cd(II)、Cu(II)、Zn(II)的光传感膜,其特征在于,将质量比为2.13~2.14%的聚氯乙烯、2.78~3.19%的二(2-乙基己基)磷酸酯、94.67~95.09%的四氢呋喃混合溶解,挥发得到的聚合物包容膜浸泡于
0.015%(w/v)的1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚-乙醇溶液中得到光传感膜。