一种Au

一种au
3+
可视化检测和资源化方法
技术领域
1.本发明涉及分析化学技术领域，具体是指一种au
3+
可视化检测和资源化方法。


背景技术：

2.金作为一种众所周知的贵金属，常被用做首饰和精密电子器件。随着纳米科技的发展，纳米级金在医药、传感、催化、能源等领域表现出独特的优势。比如，基于纳米金发展起来的医药被用于诊疗哮喘、疟疾、癌症和脑损伤等疾病；利用金纳米胶体开发的各类传感器具有很好的准确性和灵敏度；纳米金也被证实具有良好的催化性，能够用于co2的还原。
3.尽管单质金具有良好的生物相容性，但在一定条件下可能转化为金离子(au
3+
)，与dna和系列酶相互结合，从而影响人体的肾脏、肝脏和周围神经系统。并且，随着纳米金的快速发展，不可避免地使au
3+
逸散入周围环境，造成环境污染的同时也浪费了金资源。为了测定au
3+
浓度，目前已构建了系列的检测分析方法，主要包括荧光法、比色分析法、电感耦合等离子质谱和原子吸收等。其中，比色分析法因不需要昂贵仪器受到较多的关注。然而，存在探针合成复杂、费时、检测灵敏度不高、存在二次污染等问题，限制了其实际使用。并且，还未实现检测的同时对au
3+
进行回收利用。因此，急需发展一种低成本、无污染的au
3+
快速检测和资源化方法。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是克服以上技术缺陷，提供一种au
3+
可视化检测和资源化方法。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种au
3+
可视化检测和资源化方法，检测和资源化试剂为等离子氧化钼纳米材料。
6.所述等离子氧化钼纳米材料的制备方法包括以下步骤：将三氧化钼粉末分散于纯水中，质量比为1：100，形成三氧化钼分散液，将新制的硼氢化钠溶液以体积比4.5：100与三氧化钼分散液混合超声1小时，随后通过离心分离得到深蓝色的等离子氧化钼(h
x
mo3)纳米材料分散液，离心时间为30分钟。
7.以紫外-可见(uv-vis)分光光度计为主要分析仪器，利用等离子氧化钼纳米材料进行金离子可视化检测和资源化方法，其特征在于：包括以下步骤：
8.a.绘制标准曲线：等离子氧化钼纳米材料分散液和伯瑞坦-罗宾森(br)缓冲溶液混合后，加入au
3+
标准溶液，测试其在535nm和860nm处的吸光度a
535nm
和a
860nm
，以au
3+
浓度为横坐标，吸光度比值的变化量δ(a
535nm
/a
860nm
)为纵坐标，拟合回归方程；
9.b.样品检测：等离子氧化钼纳米材料分散液和br缓冲溶液混合后，加入待测样品，测量其在535nm和860nm处的吸光度，然后通过回归方程计算au
3+
浓度；
10.具体的，步骤a的操作包括以下步骤：将0.15ml 1.5mg/ml的h
x
mo3纳米材料分散液与0.15ml的br缓冲溶液(ph＝4.6)混合，加入2.7ml不同浓度(0-70μm)的au
3+
标准溶液，静置5分钟，测量其在535nm和860nm处的吸光度。以au
3+
浓度为横坐标，δ(a
535nm
/a
860nm
)为纵坐
标，得到au
3+
浓度的工作曲线。
11.具体的，步骤b的操作包括以下步骤：将0.15ml 1.5mg/ml的h
x
mo3纳米材料分散液与0.15ml的br缓冲溶液(ph＝4.6)混合，加入2.7ml待测样品，静置5分钟，测量其在535nm和860nm处的吸光度。利用吸光度比值和线性回归方程计算待测样品中au
3+
的浓度，单位为μm。
12.本发明还提供了利用h
x
mo3纳米材料分散液进行au
3+
检测的目视比色分析方法，包括如下步骤：
13.a.标准比色液：将0.15ml 1.5mg/ml的h
x
mo3纳米材料分散液与0.15ml的br缓冲溶液(ph＝4.6)混合，分别加入2.7ml不同浓度(0-70μm)的au
3+
标准溶液，密封得到系列au
3+
的标准比色液。
14.b.样品检测：将0.15ml 1.5mg/ml的h
x
mo3纳米材料分散液与0.15ml的br缓冲溶液(ph＝4.6)混合，加入2.7ml待测样品，静置5分钟后与标准比色液对比，判断样品中au
3+
的大致浓度。
15.本发明还在au
3+
检测的基础上提供了au
3+
的资源化方法。具体操作步骤如下：
16.通过uv-vis分光光度计或比色方法测量出样品中au
3+
浓度以后，通过样品稀释将其浓度控制在70μm以下，向样品中按比例加入h
x
mo3纳米材料分散液和br缓冲溶液，即可得到稳定分散的金纳米颗粒。
17.具体的，按照1mgau
3+
对应5mg h
x
mo3纳米材料的比例向样品中加入检测试剂，并通过br缓冲溶液控制体系的ph值为4.6。随后通过离心洗涤纯化形成的金纳米，并分散在纯水中。
18.本发明有益效果：利用h
x
mo3纳米材料作为au
3+
的检测和资源化试剂，其制备过程简单、成本低、水分散性好；作为可视化传感探针，对au
3+
具有特异性好、线性范围宽、灵敏度高、可直接通过颜色定量等优点；作为au
3+
资源化试剂，能够将低至5μm的au
3+
转化为金纳米材料，实现资源化利用。此外，在h
x
mo3纳米材料的制备、au
3+
检测和资源化过程中均不产生对环境有毒有害物质，对环境友好。
附图说明
19.图1是本发明一种金离子可视化检测和资源化方法的h
x
mo3纳米材料的x射线粉末衍射图谱。
20.图2是本发明一种金离子可视化检测和资源化方法的实施例1中h
x
mo3纳米材料的红外吸收光谱图。
21.图3是本发明一种金离子可视化检测和资源化方法的实施例2中h
x
mo3纳米材料与au
3+
相互作用的uv-vis吸收光谱图。
22.图4是本发明一种金离子可视化检测和资源化方法的实施例3中h
x
mo3纳米材料与各种金属离子作用的吸光度比值的柱状图。
23.图5是本发明一种金离子可视化检测和资源化方法的实施例4中h
x
mo3纳米材料与不同浓度的au
3+
相互作用的uv-vis吸收光谱图。
24.图6是本发明一种金离子可视化检测和资源化方法的实施例4中检测方法的检测工作曲线。
25.图7是本发明一种金离子可视化检测和资源化方法的实施例5中目视比色分析方
纳米材料分散液。
42.根据测量样品获得的x射线粉末衍射图谱(图1)和红外吸收光谱图(图2)结果，证实了h
x
mo3纳米材料的成功制备，并通过干燥一定体积的分散液，称量固体质量的方法计算了h
x
mo3纳米材料分散液的质量浓度。
43.实施例2：h
x
mo3纳米材料与au
3+
的相互作用
44.将0.15ml 1.5mg/ml的h
x
mo3纳米材料分散液与0.15ml的br缓冲溶液(ph＝4.6)混合，向其中加入2.7ml 70μm的au
3+
标准溶液，静置5分钟，溶液颜色从蓝色变为了红色。扫描400-1000nm范围内的uv-vis吸收光谱，如图3所示。不存在au
3+
时，h
x
mo3纳米材料分散液在860nm处表现出强烈的吸收，归因于h
x
mo3纳米材料丰富的氧空位带来的局域表面等离子共振效应。当au
3+
被引入之后，860nm处的吸收峰几乎不可见，说明氧空位的缺失。同时在535nm处形成了个尖锐的吸收峰，证明溶液中形成了金纳米。因此，h
x
mo3纳米材料能够被用作au
3+
的可视化检测和资源化试剂。
45.实施例3：分析方法的特异性测试
46.将0.15ml 1.5mg/ml的h
x
mo3纳米材料分散液与0.15ml的br缓冲溶液(ph＝4.6)混合，向其中分别加入2.7ml 70μm的au
3+
和700μm的其他金属离子(包括cu
2+
,ca
2+
,co
2+
,k
+
,al
3+
,mg
2+
,na
+
,fe
2+
,ba
2+
,mn
2+
,ni
2+
,fe
3+
,zn
2+
和ag
+
)，静置5分钟，测量其在535nm和860nm处的吸光度。绘制不同金属离子对应的δ(a
535nm
/a
860nm
)柱状图(图4)，结果表明其他金属离子不干扰h
x
mo3纳米材料对au
3+
的测定。
47.实施例4：au
3+
检测工作曲线
48.将0.15ml 1.5mg/ml的h
x
mo3纳米材料分散液与0.15ml的br缓冲溶液(ph＝4.6)混合，分别加入2.7ml不同浓度(0-70μm)的au
3+
标准溶液，静置5分钟，测量其在535nm和860nm处的吸光度。对应的uv-vis吸收光谱图如图5所示，随着au
3+
浓度的增大，535nm处的吸光度逐渐增强，860nm处的吸光度逐渐减弱。以au
3+
浓度为横坐标，δ(a
535nm
/a
860nm
)为纵坐标，得到au
3+
浓度的工作曲线(图6)。
49.实施例5：目视比色分析的标准比色液
50.将0.15ml 1.5mg/ml的h
x
mo3纳米材料分散液与0.15ml的br缓冲溶液(ph＝4.6)混合，加入2.7ml不同浓度(0-70μm)的au
3+
标准溶液，密封得到系列au
3+
的标准比色液(图7)。
51.实施例6：模拟样品分析
52.通过过滤除去湖水、河水和池水中的颗粒物，并以其配置au
3+
浓度为5、30和50μm的模拟样品。将0.15ml 1.5mg/ml的h
x
mo3纳米材料分散液与0.15ml的br缓冲溶液(ph＝4.6)混合，加入2.7ml模拟样品，静置5分钟，测量其在535nm和860nm处的吸光度。利用δ(a
535nm
/a
860nm
)和回归方程计算出模拟样品中au
3+
的浓度(表1)。测量结果如表1所示，回收率在80％-120％之间，说明检测方法具有较好的准确性。
53.表1模拟样品分析结果
[0054][0055]
相同的模拟样品也用于目视比色分析，结果如图8所示。证明比色分析方法也具有较高的准确性。
[0056]
实施例7：au
3+
资源化
[0057]
配置70μm的au
3+
溶液。将0.15ml 1.5mg/ml的h
x
mo3纳米材料分散液与0.15ml的br缓冲溶液(ph＝4.6)混合，加入2.7mlau
3+
溶液，放置5分钟，在10000转每分钟的转速下离心30分钟，去除上层清液，再用水超声分散固体，并再次离心。重复离心-分散3次，最终的金纳米被分散在3ml去离子水中，其uv-vis吸收光谱在3个月内没有出现显著变化(图9)。证明金纳米的稳定性，具有传感、催化、能源等方面的应用潜力。
[0058]
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种au
3+
可视化检测和资源化方法，其特征在于：检测和资源化试剂为h
x
moo3纳米材料。2.根据权利要求1所述的一种au
3+
可视化检测和资源化方法，其特征在于：所述h
x
moo3纳米材料的制备方法包括以下步骤：将moo3分散在纯水中，加入新制的硼氢化钠溶液，混合后超声，离心分离后即得到包含h
x
moo3纳米材料的蓝色分散液。3.根据权利要求2所述的一种au
3+
可视化检测和资源化方法，其特征在于：moo3与纯水的质量比为1：100，新制硼氢化钠的浓度是0.1m，硼氢化钠溶液与moo3分散液的体积比是4.5：100。4.根据权利要求2所述的一种au
3+
可视化检测和资源化方法，其特征在于：超声功率为100w，超声时间为1小时。离心转速为3000转每分钟，离心时间为30分钟。5.采用权利要求1-4任意一项所述的h
x
moo3纳米材料进行au
3+
可视化检测和资源化方法，其特征在于：包括以下步骤：a.绘制标准曲线：h
x
moo3纳米材料分散液和伯瑞坦-罗宾森缓冲溶液混合后，加入au
3+
标准溶液，测试其在535nm和860nm处的吸光度a
535nm
和a
860nm
，以au
3+
浓度为横坐标，吸光度比值的变化量为纵坐标，拟合回归方程；b.样品检测：h
x
moo3纳米材料分散液和br缓冲溶液混合后，加入待测样品，测量其在535nm和860nm处的吸光度，然后通过回归方程计算au
3+
浓度；c.au
3+
资源化：通过检测得出au
3+
浓度，按比例加入h
x
moo3纳米材料分散液和br缓冲溶液，随后通过离心洗涤纯化形成的金纳米，并分散在纯水中。6.采用权利要求1-4任意一项所述的h
x
moo3纳米材料进行au
3+
可视化检测和资源化方法，其特征在于：可以通过溶液颜色变化直接判定au
3+
浓度。7.根据权利要求5所述的采用权利要求1-4任意一项所述的h
x
moo3纳米材料进行au
3+
可视化检测和资源化方法，其特征在于：步骤a的具体操作如下：将0.15ml 1.5mg/ml的等h
x
moo3纳米材料分散液与0.15ml的br缓冲溶液混合，br缓冲溶液ph＝4.6，分别加入2.7ml不同浓度的au
3+
标准溶液，静置5分钟，测量其在535nm和860nm处的吸光度。8.根据权利要求6所述的采用权利要求1-4任意一项所述的h
x
moo3纳米材料进行au
3+
可视化检测和资源化方法，其特征在于：通过与显色后的au
3+
标准溶液对比，利用颜色变化判断待测样品中au
3+
的浓度，在0-70μm范围内，溶液颜色明显从蓝色变为红色。

技术总结
本发明提供了一种用等离子氧化钼(H


技术研发人员：刘小楠 龙登莹 黄伟 王龙
受保护的技术使用者：四川轻化工大学
技术研发日：2023.02.22
技术公布日：2023/7/20