GB/T36084-2018
纳米技术水溶液中铜、锰、铬离子含量的测定紫外-可见分光光度法
Nanotechnology—Determinationofcopper,manganeseandchromiumionsinaqueoussolution—Ultraviolet-visiblespectrophotometry
- 中国标准分类号（CCS）Z16
- 国际标准分类号（ICS）71.040.99
- 实施日期2018-10-01
- 文件格式PDF
- 文本页数15页
- 文件大小963.14KB
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纳米技术水溶液中铜、锰、铬离子含量的测定紫外-可见分光光度法
国家标准 GB/T36084一2018 纳米技术水溶液中铜、孟、铬离子 含量的测定紫外-可见分光光度法 Nanotechnology一Determinationofcopper，manganeseand chromiumionsinagueoussolution一Utraviolet-visiblespeetrophotometry 2018-03-15发布 2018-10-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T36084一2018 次 目 前言 引言 范围 规范性引用文件 术语和定义、缩略语 原理 仪器与设备 试剂 测定条件 试样预处理 分析步骤 质量保证和质量控制 1C 不确定度分析 1 12试验报告 附录A资料性附录纳米颗粒的制备 附录B(资料性附录测试报告 10 参考文献
GB/36084一2018 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由科学院提出
本标准由全国纳米技术标准化技术委员会(SAC/TC279)归口
本标准起草单位:科学院宁波材料技术与工程研究所、科学技术大学
本标准主要起草人;吴爱国、张玉杰,黄文浩,朱五林,朱珊珊、高月霞
GB/T36084一2018 引 言 基于贵金属纳米颗粒表面等离子体共振特性的比色检测方法简单,设计灵活、无需大型仪器设备， 且具有较高的灵敏度和较好的选择性,被广泛用于无机阴离子、细胞、蛋白质、DNA,小分子等定性定量 分析
近年来,科研人员开发了多种用于重金属离子比色检测的方法,为水中重金属离子的现场、快速 检测及监测需求提供了有效的技术手段,但由于缺乏应用指导与数据评估规范,导致此类方法尚未真正 为水中重金属离子检测行业服务
因此,特制定本标准
本文件的发布机构提请注意,声明符合本文件时,可能涉及“9分析步骤”与《一种快速检测溶液中 铜离子的方法>Z1.201210097477.7)、《一种检测二价锰离子的方法》L20121031o138.2)和《一种六 价铬离子的检测方法》ZL201110378260.9)相关专利的使用
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该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案
相关信息可以通过以下 联系方式获得 专利持有人姓名科学院宁波材料技术与工程研究所 地址;浙江省宁被市镇海区中官两路1219号 请注意除上述专利外,本文件的某些内容仍可能涉及专利,本文件的发布机构不承担识别这些专利 的责任
GB/36084一2018 纳米技术水溶液中铜、锰、铬离子 含量的测定紫外-可见分光光度法 范围 本标准规定了采用紫外-可见分光光度计测定水溶液中二价铜离子(Cu+)、二价离子(Mn+)及 六价铬离子[Cr(VI]含量的方法
本标准适用于水溶液试样中二价铜离子、二价孟离子及六价铬离子的测定,土壤、食品或生物样品 等经过适当处理后,可参考本标准进行测定
本标准适用的待测水样中各离子的检测下限是;Cu'的含量不小于1.00X10'mol
L',Mn 的含量不小于1.00×10-molL-1,Cr()的含量不小于4.00×10-了molL 本标准适用的待测水样的pH范围是;含有Cu+的水溶液pH范围是2一6,含有Mn的水溶液 pH范围是3~7,含有Cr(VI的水溶液pH范围是1~6
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
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凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法 GB/T14666分析化学术语 GB/T19619纳米材料术语 GB/T26813双光束紫外可见分光光度计 GB/T27411检测实验室中常用不确定度评定方法与表示 术语和定义、缩略语 3.1术语和定义 GB/T14666,GB/T19619和GB/T27411界定的术语和定义适用于本文件
3.2缩略语 下列缩略语适用于本文件
NPs;纳米颗粒(nanopartieles) AgNPs-T;吐温-20修饰的银纳米颗粒(Tween-20modifiedsilver ranopartiele) articles) gNPs-P:三聚磷酸根离子修饰的银纳米颗粒(tripolyphosphatemodifiedsilver Ag nanopar CTAB:十六婉基三甲基化铵(cetyltrimethylammoniumbromide) Ag(@AuNPs:银核金壳纳米颗粒(Ag(@Aucore/shelnanoparticles) SPR:表面等离子体共振(surfaceplastmonresonance' 原理 测定原理如下:
GB/T36084一2018 Cu的测定原理 a 在酸性条件下,Cu+与AgNPs-T(纳米颗粒的制备参见附录A)表面的Ag原子发生氧化还原反 应,生成一价铜离子(Cu+)和银离子(Ag);同时,Cu被溶液中的溶解氧氧化为Cur+,从而实现对Ag NPs-T的循环刻蚀,导致AgNPs-T的尺寸减小,AgNP-T溶液的颜色由亮黄色逐渐变为无色
D)Mn的测定原理 在碱性条件下,AgNPs-P纳米颗粒的制备参见附录A)表面的三聚磷酸根离子与Mn+之间发生 络合作用,导致AgNPsP发生团聚,AgNP-P溶液的颜色由亮黄色逐渐变为灰褐色
Cr(VI)的测定原理 在酸性条件下,嗅离子可以促进Cr(VI)对Ag@AuNPs的氧化刻蚀作用,导致Ag(@AuNPs(纳米 颗粒的制备参见附录A)的尺寸减小,Ag@AuNPs溶液的颜色由紫红色逐渐变为黄色
上述三个反应均会引起相应NPs的sPR吸收发生变化体现在紫外-可见吸收光谱图上为NPs特 征峰的吸光度降低
根据上述原理可利用比色法定性、半定量水溶液中的Cu+,Mn+及Cr(VI);利用 紫外可见分光光度法定量测定水溶液中的Cu+,Mn十及Cr(VI).
仪器与设备 5 )mm石英比色皿,扫描速率低于300nm/min,步长优于1nmm
紫外- 紫外-可见分光光度计:具10 5.1 可见分光光度计的使用遵照GB/T26813的有关规定
5.2磁力搅拌器;最大转数不低于1500r/min.
5.3高速离心机,最大转数不低于11000r/min -般实验室常用仪器设备 5.4 试剂 6 除非另有说明,均应使用符合国家标准或专业标准的分析纯及更高级试剂
6.1水:符合GB/T6682规定的超纯水或与其纯度相当的水
6.2硝酸银(AgNO.
6.3吐温-20
6.4碉氢化钠(NaBH, 6.5浓盐酸(HCI);p(HCI)=1.19g/ml
6.6Cu十标液:c(Cu+)=1000mg/L,介质为5%的HC
6.7 三 聚磷酸钠(NaP.Om). 6.8氢氧化钠(NaOH). 6.9Mn标液:c(Mn+)=1000mg/L,介质为5%的HCl. 6.10柠檬酸三钠(C,H,Na.O,
2H.O). 6.11四氯金酸(AuCl,HCl4H,O);含量以Au计>47.8%.
6.12盐酸羚胺(NH.OH
HCI). 6.13十六炕基三甲基澳化铵(NBrCHe). 6.14重铬酸钾(K.Cr.O,. 测定条件 测定在以下环境条件下操作
GB/36084一2018 温度为15C一35C;推荐温度为20C25C
试样预处理 将试样经水相混合纤维滤膜(孔径小于或等于0.22Mm)过滤器过滤,以除去固体杂质
分析步骤 9.1Cu'的测定 g.1.1方法提要 向AgNPs-T溶液中加人一定体积HCl溶液,混匀;再加人一定体积待测试样,混匀,静置一段时 间,在406nm波长下测定吸光度
g.1.2空白试验 按(9.1.3)的规定进行空白试验,用超纯水代替试样
g.1.3测定 g.1.3.1试样溶液的制备 向离心管中加人660AL的AgNPs-T溶液(A.2.1)和140L盐酸溶液(A.1.4),混匀,再加人 200AL待测试样,混匀,静置51 min~10min,再加人1ml超纯水
g.1.3.2试样溶液的测定 在比色皿中加人试样溶液,以水做参比,在406nm波长下测定吸光度
g.1.4工作曲线的绘制 9.1.4.1 校准溶液的制备 向5个离心管中分别加人660L的AgNP-T(A.2.1)和l40AL盐酸溶液(A.l.4),混匀,再分别 加人200L不同浓度的Cu"标准溶液(A.l.5),混匀,静置5min 10min(此系列校准溶液中Cu十的 浓度分别为0mol/L、7.50×10”mol/L2.00×10-"mol/L、5.00×10-”nmol/L、1.00×10-了mol/L、 1.50×10-了mol/L),再分别加人1mL超纯水
9.1.4.2校准溶液的测定 在比色皿中依次加人含有不同Cu浓度的校准溶液,以水做参比,在406nm波长下测定吸光度
g.1.4.3线性关系 按照步骤9.1.4.2得到的吸光度数据,以A/A[按式(1)计算]为纵坐标,校准溶液中Cu的浓度为 横坐标绘制工作曲线
A_4c =十b 元 式中: A0 空白溶液在406nm处的吸光度
GB/T36084一2018 -校准溶液在406nm处的吸光度; 工作曲线的斜率; 工作曲线的截距; b -加人到检测体系之前Cu的浓度,单位为微摩尔每升(mol/L). 9.1.5结果表示 将9.1.3.2测得的406nm处的吸光度值A，代人式(2),求得的
即为待测试样中Cu+的浓度
A
一bA (2 c=5× aA 式中 试样溶液在406nm处的吸光度
A
g.1.6准确度 7.50×10-”mol/L2.00×10-”mol/L之间，相对误差<50%;2.00×10-mol/儿5.00× 10-mol/L之间,相对误差<30%;5.00×10-*mol/L1.50×10-了mol/L之间,相对误差<20%
9.2Mn'的测定 9.2.1方法提要 向AgNP-P亲液中加人一定体积的NaoH溶液混匀;再加一定体积待测试样,混匀,静置- 一段 时间,在390nm波长下测定吸光度
9.2.2空白试验 按9.2.3的规定进行空白试验,用超纯水代替试样
g.2.3测定 9.2.3.1试样溶液的制备 向离心管中加人900AL的AgNPs-P溶液A.2.2)和50!L的NaOH溶液(A.1.7),混匀,再加人 120 50L待测试样,混匀,静置15min min,再加人1ml超纯水
g.2.3.2试样溶液的测量 在比色皿中加人试样溶液,以水做参比,在390nm波长下测定吸光度
9.2.4工作曲线的绘制 9.2.4.1校准溶液的制备 向5个离心管中分别加人900L的AgNP-P(A.2.2)和50L的NaOH溶液(A.1.7),混匀,再分 别加人50AL不同浓度的Mn+标准溶液(A.1.8),混匀,静置15min一20min(此系列校准溶液中 Mn'的浓度分别为0molL、1.00×10”malL5.00×10”nmol/Ll.00×10”mol、l.50x 10-mol/I、2.00×10-mol/L),再分别加人1ml超纯水
9.2.4.2校准溶液的测定 在比色皿中依次加人含有不同Mn+浓度的校准溶液,以水做参比,在390nm波长下测定吸光度
GB/36084一2018 9.2.4.3线性关系 按照步骤9.2.4.2得到的吸光度数据,以Aw/A[按式(3)计算]为纵坐标,校准溶液中Mn'十的浓度 为横坐标绘制工作曲线
A ac -十 元 式中 空白溶液在390nm处的吸光度; Ao A -校准溶液在390nm处的吸光度; 工作曲线的斜率; 工作曲线的截距; 加人到检测体系之前Mn'的浓度,单位为微摩尔每升(mol/L)
9.2.5结果表示 将9.2.3.2测得的390nm处的吸光度值A
代人式(4),求得的c即为待测试样中Mn的浓度
A一bA c=20× 4 aA 式中 试样溶液在390nm处的吸光度
9.2.6准确度 5.00x10-'molL一1.00×10-molL之间相对误差<50%;1.00xX10”mol/儿一5.00x 10-”mol/L之间,相对误差<30%;5.00×10-”nmol/L~2.00×10-》mol/L之间,相对误差<20%
9.3Cr(VI)的测定 9.3.1方法提要 向pH为忽的含有cTAB的Ae@.AuNP溶液中加人一定体积的待测试样,混匀静置一段时间 在520nm波长下测定吸光度
9.3.2空白试验 按9.3.3的规定进行空白试验,用超纯水代替试样 9.3.3测定 9.3.3.1试样溶液的制备 向离心管中加人1.90mLpH为2的含有cTAB的Ag(@AuNPs溶液(A.2.3),加人100AL待测 试样,混匀,静置25min30min. 9.3.3.2试样溶液的测定 在比色皿中加人试样溶液,以水做参比,在520nm波长下测定吸光度
GB/T36084一2018 9.3.4工作曲线的绘制 9.3.4.1 校准溶液的制备 向5个离心管中分别加人1.90mlpH为2的含有CTAB的Ag(@AuNPs溶液(A.2.3),再分别加 人100AL不同浓度的Cr(VI)标准溶液(A.1.14),混匀,静置25 min30min[此系列校准溶液中Cr VI的浓度分别为0mol/L、1.00×10-了rmol/L、1.00×10-mol/I、3.00×10-”mol/L5.00× 0-"mol/L8.00×10-‘mol/L
9.3.4.2校准溶液的测定 在比色皿中依次加人含有不同Cr(V)浓度的校准溶液,以水做参比,在520nm波长下测定吸 光度
9.3.4.3线性关系 按照步骤9.3.4.2得到的吸光度数据,以A
/A[按式(5)计算]为纵坐标,校准溶液中Cr(VI)的浓度 为横坐标绘制工作曲线
=十" (5 式中 空白溶液在520nm处的吸光度; A 校准溶液在520nm处的吸光度; 工作曲线的斜率， a 工作曲线的截距 加人到检测体系之前Cr(V)的浓度,单位为微摩尔每升(4mol/L) 9.3.5结果表示 将9.3.3.2测得的520nm处的吸光度值A,代人式(6),求得的即为待测试样中Cr(VI)的浓度
A
一bA
c=20× 6 aA 式中 试样溶液在520nm处的吸光度 9.3.6准确度 1.00×10-》mmol/L5.00×10- ma/儿之间,相对谈差乏80%i5,00X10 mol/L2.00× 0-"mol/儿之间,相对误差<50%;2.00×10-mol/L8.00×10mol/L之间,相对误差<30%
10 质量保证和质量控制 10.1实验所用玻璃器皿,在使用前应用王水浸泡至少2h,用去离子水冲洗干净并烘干后方可使用
0.2检测试剂需密封,在阴凉干燥处保存,使用完毕及时密封
0.3工作曲线的相关系数R'应大于或等于0.99;如果小于0.99,需要重新绘制工作曲线
10.4绘制工作曲线时,各样品要严格控制反应时间的一致性,误差保证在20s之内 0.5每个样品平行测定3次,测定结果以平均值以及相对标准偏差报出
10.6绘制工作曲线并完成试样测试后,选取工作曲线中靠近试样浓度的校准溶液,进行测定,其测定
GB/36084一2018 结果与该点浓度的相对误差应10%;否则,需重新绘制工作曲线
10.7对于未知的废水样品,可对其进行梯度稀释,并采用本标准测定,以避免其浓度超出本标准的线 性范围
10.8测量实际水样中的Cu时,为防止强氧化性物质的干扰,可将实际水样与等体积的1mol/L抗 坏血酸水溶液先混合5min,再使用本标准的方法进行测定
不确定度分析 对样品中Cu+,Mn+及Cr(VI)含量的分析带来不确定度的影响因素为 测试条件 a 1) 环境温度; 22 扫描速率和步长; 33 纳米颗粒制备的可重复性 b 校准溶液 Cu+、Mn+及Cr(VI)标准溶液浓度的准确度 22 校准溶液测定结果的离散性
试样 1试样的纯度及状态; 22 试样测定结果的离散性
d仪器 1分辨率; 22 重复性; 3 基线漂移
12试验报告 水溶液中重金属离子含量试验报告(试验报告参见附录B)包括但不限于以下内容 样品名称、送检单位; a b) 测试时间,地点和人员; 测试参数 c 1测试方法; 2)仪器型号; 3)测试条件(温度、湿度、波长范围、扫描速率、步长)
测试结果.Cu+,Mn'+,Cr(VI)浓度算术平均值和相对标准偏差
d
GB/T36084一2018 附 录 A 资料性附录 纳米颗粒的制备 溶液的配制 A.1.1硝酸银水溶液:c(AgNO)=0.02mol/L 称取170mg硝酸银(6.2)溶于少量去离子水中,稀释至50.0mL A.1.2吐温一20水溶液;质量分数为10% 称取5.00g吐温-20(6.3)溶于45.0mL去离子水中
A.1.3碉氢化钠水溶液:c(NaBH)=0.1mol/I 称取37.8mg碉氢化钠(6.4)溶于4C少量去离子水中,稀释至10.0mL,使用之前2h内配制
A.1.4盐酸溶液:c(HCI=0.1mo/L 将835L浓盐酸(6.5)加人到少量去离子水中,稀释至100ml A.1.5C'标准溶液 将Cu+标液(6.6)用去离子水逐级稀释至浓度为3.75×10-”mol/儿L、1.00×10-了mol/I2.50x 10-了mol/L、5.00×10-mol/L、7.50×10-了mol/I
A.1.6三聚磷酸钠水溶液;c(Na,P,o)=4mmo/I 称取147mg三聚磷酸钠(6.7)溶于少量去离子水中,稀释至100m
A.1.7氢氧化钠水溶液;c(NaoH)=0.1mol/L 称取200mg氢氧化钠6.8)溶于少量去离子水中,稀释至50.0mL
A.1.8Mn'标准溶液 将Mn标液(6.9)用去离子水逐级稀释至浓度为2.00×10-》mol/L、1.00×10-'mol/L2.00× 0-'mol/儿L3.00×10'mol/L、4.00X10-'mol/I. A.1.9柠檬酸三钠水溶液:;c(C,HH,Na,O2H.O)=0.02mol/L 称取29生mg柠檬酸三钠(G.1o)游于少量去离子水中,稀释至500mL. A.1.10四氯金酸水溶液;c(HAuCI,)=5mmol/L 将1.00g四叙金酸(6,.1l)溶于少量去离子水中,稀释至485nml A.1.11盐酸胫胺水溶液;e(NHoH
lHC)=62.5mmol/L 称取434mg盐酸胫胺(6.12)溶于少量去离子水中,稀释至100mL
GB/36084一2018 A.1.12十六烧基三甲基澳化铵水溶液:c(CIAB)=0.1mol/1 称取1.82g十六炖基三甲基澳化铵(6.13)溶于少量去离子水中,稀释至50.0mL A.1.13Cr(V)标准储备液:c[Cr(VI]=1.00×10-》mol/L 称取58.8mg重铬酸钾(6.14),溶于少量去离子水中,稀释至1001 m A.1.14Cr(V1)标准溶液 将Cr(VI)标准储备液A.1.13)用去离子水逐级稀释至浓度为2.00×10mol/L、2.00× 10nmol/L、6.00x10”mol/L、1.00X10'mol/Ll.60x10'nmol/L A.2针对铜、孟、铬三种离子纳米颗粒的制备 A.2.1AgNPs-T水溶液的制备 室温条件下推荐温度为20C25C),将1ml的AgNO水溶液(A.l.1)和1ml吐温-20水溶 液(A.1.2)依次加人到97m超纯水中,磁力搅拌均匀(搅拌速度不低于600r/min),边磁力搅拌边逐 滴加人1ml的NaBH(A.l.3)水溶液,滴加完毕继续磁力搅拌半小时,室温避光保存24h
AgNPs-T nm20nm
的粒径为15" A.2.2AgNPs-P水溶液的制备 室温条件下推荐温度为20C一25C),将1mlAgNO水溶液(A.l.1)加人到100ml三聚磷酸 钠水溶液(A.1.6)中,磁力搅拌均匀(搅拌速度不低于600r/min),边磁力搅拌边逐滴加人1ml的 NaBH水溶液(A.1.3),滴加完毕继续磁力搅拌5min,室温避光保存24h
AgNPs-P的粒径为 10nm30nm
A.2.3Ag@AuNPs水溶液的制备 室温条件下推荐温度为20C25C),将1ml的AgNO溶液(A.l.1)和2.5ml柠檬酸三钠水 溶液A.1.9)依次加人到96.5m超纯水中,磁力搅拌均匀(搅拌速度不低于600r/min),边磁力搅拌边 逐滴加人1mL的NaBH水溶液(A.1.3),滴加完毕继续磁力搅拌半小时,室温避光保存2h
Ag@Au nm50 NP、的粒径为251 nm
向上述混合液中同时逐滴加人四氯金酸水溶液(A.1.10)和盐酸胫胺水 溶液(A.1.l1)各5mL,滴加完毕继续磁力搅拌45" ,室温避光保存24h min， 将40mL的Ag(@AuNPs水溶液在1×10'r/min下离心15min,去除上清液,将剩余固体溶于 40mL的CTAB溶液(A.1.12)中,搅拌均匀,用盐酸溶液(A.1.4)调节pH至2
GB/T36084一2018 附 录 B 资料性附录) 测试报告 水溶液样品中重金属离子含量测试报告见表B.1
表B.1水溶液样品中重金属离子含量测试报告 样品名称 送检样品 送检单位 测试时间 测试单位 测试地点 测试人 员 测试方法 仪器型号 测试参数 温度 湿度 波长范围 扫描速率 步长 测试条件 浓度的算术平均值和相对 Cu2十 标准偏差 Mn*浓度的算术平均值和相对 测试结果 标准偏差 Cr(VI 浓度的算术平均值和相 对标准偏差 0
GB/36084一2018 参 考文献 BronesR.LapidlusGT.Theleachingofsilversulfdewiththethiosulhatceammoniacuprie Hydrometal 1998， 243-260. 50; ionsystem. lurgy colori MinoL,xinJw,shen2Y,2ZhanYJ.wwang1 HHY，wAG.Esplorin区anewrpide metriedeteeionmelhodofCu”withhighscnsitvityandselcectiity SensorActuatB-Chem.2013 176:906-912. [3 GaoYX，XinJW,ShenZY，PanW，LiX，andWuAGAnew colorimetricdetec rpid tionmethodofMn+basedontripolyphosphatemodifiedsilvernanoparticles.SensorActuatBChem. 2013，181:288-293 [4]XinJW，ZhangFQ,GaoYX，FengYY，ChenSG，wuAG..Arapidcolorimetriedetection nanoparticlesatroomtem methodoftraceCr(VIbasedontheredoxetchingofAg(core)-Au(shell peratureTalanta2012，101:122-127.
纳米技术水溶液中铜、锰、铬离子含量的测定紫外-可见分光光度法GB/T36084-2018
纳米技术已经广泛应用于各个领域，例如电子、生物医学、环境保护等领域。由于纳米材料具有特殊的物理和化学性质，因此需要对其进行精确的测定和控制。而其中重要的一步就是测定纳米技术水溶液中的离子含量，如铜、锰、铬离子含量。
GB/T36084-2018是一项用于测定水溶液中离子含量的标准，采用的是紫外-可见分光光度法。这种方法不仅灵敏度高，而且能够同时测定多个金属离子的含量，因此特别适用于纳米技术水溶液中离子含量的测定。
在测定前，需要进行样品制备工作。首先将纳米技术水溶液经过适当的处理（如过滤、稀释等），使其达到可以测量的适当浓度范围。然后使用紫外-可见分光光度计对样品进行测量，并根据GB/T36084-2018的方法计算出铜、锰、铬离子的含量。
通过上述方法，可以精确测定纳米技术水溶液中铜、锰、铬离子含量，并为纳米技术的应用提供有力支持。
