一种精确测定银离子含量的紫外吸收光谱法的制作方法

1.本技术涉及银离子检测方法领域，更具体地说，它涉及一种精确测定银离子含量的紫外吸收光谱法。


背景技术：

2.银在电子、电镀、感光等行业应用广泛，导致工业废水中大量银离子的产生，银离子的银毒性大，严重污染环境且危害人们的身体健康。目前，世界卫生组织(who)建议饮用水中允许的最大浓度为0.1ppm，因此，银离子的检测对保护环境和维护人们的身体健康很有意义。
3.目前，常用的银离子检测方法为火焰原子吸收光谱法，利用气态原子可以吸收一定波长的光辐射，使原子中外层的电子从基态跃迁到激发态，有选择性地共振吸收一定波长的辐射光，使入射光减弱，原子的特征谱线因吸收而减弱的程度称为吸光度，吸光度在线性范围内与被测元素的含量成正比。
4.上述中的相关技术存在的不足之处在于，工业废水中还存在大量的其他金属离子，若直接通过火焰原子吸收光谱法进行检测，干扰较大，导致银离子的测定不准确。


技术实现要素：

5.为了精确检测银离子的含量，本技术提供一种精确测定银离子含量的紫外吸收光谱法。
6.本技术提供的一种精确测定银离子含量的紫外吸收光谱法，采用如下的技术方案：一种精确测定银离子含量的紫外吸收光谱法，包括以下步骤，(1)配制银离子标准检测溶液：取硝酸银标准品，加入水，配制成银离子溶液，向银离子溶液中加入对苯二胺和含杂原子环的离子液体，搅拌后再加入有机溶剂进行萃取，分离出机相，有机相为银离子标准溶液，蒸干银离子标准溶液后加入有机溶剂定容至不同体积，得到不同浓度的银离子标准检测溶液，其中离子液体对苯二胺的质量比为(3-5)：1；(2)绘制标准曲线：将步骤(1)中的银离子标准检测溶液进行紫外检测，绘制标准曲线；(3)银离子检测：向待检测溶液中加入足量硝酸溶液，得待测银离子溶液，取固定体积的待测银离子溶液，并向其中加入对苯二胺和含杂原子环的离子液体；搅拌后加入足量有机溶剂进行萃取，蒸干有机层，再加入有机溶剂定容后得测试样品，将测试样品进行紫外吸收光谱检测，将测得的吸光度值代入步骤(2)测得的标准曲线中进行计算，即可得测试样品的离子溶液的浓度，其中离子液体对苯二胺的质量比为(3-5)：1，计算出待检测溶液中银离子的浓度。
7.通过采用上述技术方案，将废液中混合离子中的银离子分离后并进行富集，然后通过紫外吸收光谱法对富集后的银离子进行检测，有助于减少其余离子对检测结果的干扰，使测量结果准确，另外，紫外分光光度计本身具有分析速度快、可操作性强的优势，因此
通过紫外吸收光谱法来检测银离子含量的研究具有潜在优势和可应用的前景。
8.由于紫外吸收光谱法是利用物质的分子及离子对某一波长范围的光的吸收作用，对物质进行定性分析及定量分析的方法，因此待检测试剂要对紫外光存在择性吸收，故需要除去干扰物对银离子的干扰，使银离子检测结果更加精确。而废水中各成分混杂，且含有不少沉淀，故需使废水中的银离子从其他成分中分离出来，向废水中加入硝酸溶液，硝酸具有强氧化性，可使废水中的银成分均以银离子的形式存在，使后续银离子的检测值更加精确；另外，硝酸有助于使整个废液变得澄清，进而降低部分银成分被裹挟或者络合而影响银离子含量检测出现偏差的可能性，进一步有助于后续检测结果的精确性。
9.离子液体与常规的有机溶剂相比具有不易挥发、热稳定性高和不易污染环境等特点，且离子液体具有结构可调性，通过改变阴阳离子的类型会产生不同特性的离子液体，因此通过调配阳离子和阴离子的种类，向待检测液中加入可与银离子发生配合作用的高选择性含杂原子环离子液体，可使含杂原子环离子液体将废水中的银离子吸附达到分离银离子的作用，由于含杂原子环离子液体不易与其他金属离子配合，因此含杂原子环离子液体能够选择性吸附废水中的银离子，有助于使银离子的测量结果准确。
10.含杂原子环离子液体中的杂原子与废水中的阳离子发生lewis酸碱电子对之间的作用，使废水中的银离子吸附到含杂原子环离子液体中，然后向废水中加入有机溶剂，由于吸附银离子的离子液体与配合物在水中的溶解度小于其在有机溶剂中的溶解度，故吸附有金属阳离子的离子液体中可被有机溶剂从水溶液中萃取，故当向废水中加入选择性吸附银离子的含杂原子环离子液体后，再加入有机溶剂，可实现废水中银离子的分离与富集，使其他离子不易混入银离子检测液中，有助于提高银离子含量的检测准确性。
11.通过标准曲线法测定银离子的含量简单高效，但是由于微量物质也可能会产生紫外光吸收，从而导致紫外吸收光度值出现偏差，故在配制银离子标准检测溶液时，对硝酸银溶液的处理方式同待测银离子溶液的处理方式保持一致，以消除离子液体对银离子含量的影响，进而提高银离子含量测定的准确性。
12.可选的，所述含杂原子环离子液体为1，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1，3-二甲基-咪唑硝酸盐和4,5-二甲基-2-异丁基噻唑啉中的任意一种。
13.通过采用上述技术方案，经试验测试，1，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1，3-二甲基-咪唑硝酸盐和4,5-二甲基-2-异丁基噻唑啉可选择性地吸附银离子，且对银离子的吸附性能较好，可充分与废水中的银离子接触。
14.由于银离子属于软酸，而1，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1，3-二甲基-咪唑硝酸盐和4,5-二甲基-2-异丁基噻唑啉中杂环上的n为软碱，故废水中的银离子可被1，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1，3-二甲基-咪唑硝酸盐和4,5-二甲基-2-异丁基噻唑啉强吸附，达到优异的分离效果；另外，1，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1，3-二甲基-咪唑硝酸盐和4,5-二甲基-2-异丁基噻唑啉相较其他离子液体而言，结构较为简单，吸附银离子后，支链不易与银离子发生作用或者掩蔽银离子；采用紫外吸收光谱法测定银离子时，1，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1，3-二甲基-咪唑硝酸盐和4,5-二甲基-2-异丁基噻唑啉的紫外吸收峰较简单，不易干扰银离子的紫外检测，进而有助于银离子检测的精准性。
15.可选的，所述步骤(2)中及步骤(3)中，紫外检测波长为280-410nm。
16.通过采用上述技术方案，在280-410nm的紫外检测波长下，1，3-二甲基咪唑六氟磷
酸盐、1，3-二甲基-咪唑硝酸盐和4,5-二甲基-2-异丁基噻唑啉与银离子配位后的物质对紫外光的响应值高，有助于对银离子进行定量检测。
17.可选的，所述有机溶剂为环己烷或者二氯甲烷。
18.通过采用上述技术方案，环己烷及二氯甲烷对离子液体-银络合物的溶解度较大有助于萃取，且环己烷和二氯甲烷为对称结构，只有σ
→
σ
*
跃迁，峰形简单，且在280-410nm吸收峰单一，不易对银离子检测峰造成影响。
19.可选的，所述步骤(1)中硝酸银与含杂原子环离子液体的质量比为1：(2-3)。
20.通过采用上述技术方案，离子液体可充分与银离子接触，使银离子与含杂原子环离子液体形成配合物。
21.可选的，所述步骤(2)中银离子标准检测溶液的浓度范围为0.075-50ppm，银离子标准检测溶液的检测数量为6-10项。
22.通过采用上述技术方案，当银离子标准检测范围在0.075-50ppm时，银离子浓度与吸光度值的线性范围良好，有助于后期精准计算待测银离子溶液的浓度。
23.可选的，所述步骤(1)和步骤(3)中加入有机溶剂后对混合溶剂加热，加热温度为30-40℃，萃取时间为30-50min。
24.通过采用上述技术方案，萃取时，通过适当加温，可以提高有机溶剂的萃取效率和效果，使含有银离子的离子液体配合物进入有机溶剂中，进而达到富集的目的。
25.可选的，所述步骤(3)中硝酸的浓度为6-7mol/l。
26.通过采用上述技术方案，有助于使待检测的溶液中的银组分均能以银离子的形式存在，提高了银离子检测的准确性。
27.可选的，所述步骤(1)和步骤(3)中的搅拌方式为超声震荡。
28.通过采用上述技术方案，超声振荡有助于使银离子标准检测溶液和溶液充分混匀，有助于使溶液具有均一性，进一步使银离子含量检测准确。
29.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、通过采用对苯二胺和含杂原子环的离子液体共同对溶液中的银离子进行络合，然后再用有机溶剂萃取，可使银离子得到分离和富集，再通过紫外吸收光谱法测量银离子的浓度，有助于高效且准确的检测银离子的含量；2、通过使用1，3-二甲基咪唑六氟磷酸盐、1，3-二甲基-咪唑硝酸盐和4,5-二甲基-2-异丁基噻唑啉，有助于选择性吸附银离子，进而使达到使银离子与其他物质有效分离的目的；3、通过使用环己烷和二氯甲烷溶剂，既可使含银络合物有效萃取，又可使自身的紫外吸收不影响银离子紫外检测的准确性。
具体实施方式
30.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
31.实施例实施例1(1)配制银离子标准检测溶液：取50mg硝酸银标准品，加入1l水中，在1l的容量瓶中定容，得母液，浓度为50ppm；
＝0.9999。
43.(3)银离子检测准确配置100ml的2.5ppm的硝酸银溶液，加入0.11mg硝酸溶液，硝酸溶液的浓度为6mol/l，得待测银离子溶液，并向其中加入0.625mg 1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和0.156mg对苯二胺；超声振荡后，加入150ml环己烷，在35℃的温度下超声震荡40min，分离有机相后，通过旋转蒸发仪蒸发溶剂，然后再加入100ml环己烷，得到测试样品，量取5ml测试样品进行紫外吸收光谱检测，将测得的吸光度值代入步骤(2)测得的标准曲线中进行计算，即可得测试样品的离子溶液的浓度，计算出待检测溶液中银离子的浓度。
44.实施例3(1)配制银离子标准检测溶液：与制备例1的不同之处在于，取100ml母液后加入15mg4,5-二甲基-2-异丁基噻唑啉和5mg对苯二胺，超声振荡后，加入150ml环己烷，在40℃的温度下超声震荡30min，分离有机相后，通过旋转蒸发仪蒸发溶剂，然后再加入100ml环己烷，配制成50ppm的银离子溶液，在后续浓度配置的过程中均采用环乙烷。
45.(2)绘制标准曲线按照实施例1中的步骤(2)进行操作，得到线性关系式为：a＝0.3078x 0.007,r2＝0.9998。
46.(3)银离子检测准确配置100ml的2.5ppm的硝酸银溶液，加入0.11mg硝酸溶液，硝酸溶液的浓度为6.5mol/l，得待测银离子溶液，并向其中加入0.75mg1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和0.25mg对苯二胺；搅拌后加入150ml二氯甲烷进行萃取，在30℃的温度下超声震荡50min，分离有机相后，通过旋转蒸发仪蒸发溶剂，再加入100ml二氯甲烷，得到测试样品，量取5ml测试样品进行紫外吸收光谱检测，将测得的吸光度值代入步骤(2)测得的标准曲线中进行计算，即可得测试样品的离子溶液的浓度，计算出待检测溶液中银离子的浓度。
47.实施例4与实施例2的不同之处在于，各步骤中所用的离子液体为1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
48.实施例5与实施例2的不同之处在于，步骤(1)和步骤(3)中加入有机溶剂后不经过加热操作，直接超声震荡40min。
49.实施例6与实施例2的不同之处在于，步骤(1)和步骤(3)中的搅拌方式为人手动搅拌。
50.对比例对比例1与实施例2的不同之处在于，各步骤中均未加入离子液体。
51.对比例2与实施例2的不同之处在于，各步骤中均未加入对苯二胺。
52.对比例3与实施例2的不同之处在于，各步骤中均未加入离子液体及对苯二胺。
53.对比例4与实施例2的不同之处在于，步骤(1)和步骤(3)中加入12.5mg1，3-二甲基-咪唑硝酸盐和6mg对苯二胺。
54.对比例5与实施例2的不同之处在于，步骤(1)和步骤(3)中加入12.5mg1，3-二甲基-咪唑硝酸盐和1mg对苯二胺。
55.对比例6与实施例2的不同之处在于，步骤(1)和步骤(3)中未加入1，3-二甲基-咪唑硝酸盐，但加入12.5mg烷基季鏻阳离子。
56.对比例7与实施例2的不同之处在于，步骤(3)中未加入硝酸溶液。
57.性能检测试验一、准确度检测采用标准曲线定量，将实施例1-6及对比例1-7中的吸光度值代入各实施例中的相应标准曲线中，测得所量取样品中的银离子浓度，进而可计算出经本技术中的紫外吸收光谱法测得的待检测溶液中银离子的浓度。每组实验测定五次，得平均测定浓度，标准偏差表征测定值偏离真实值的程度，由极差及标准偏差可以表征检测方法的准确度，极差及标准偏差数据见表1。
58.表1.
通过比较表1中实施例1-6对比例1-7的数据，采用本技术中的银离子检测方法，有助于准确测定银离子的浓度，且检测结果准确度高，适合后续实际应用。
59.根据实施例4-6和实施例2的数据可知，离子液体的种类和有机溶剂萃取的方式均对银离子的检测结果有影响，但是准确度依旧比较高，说明本技术中的检测方法有助于对银离子进行检测。
60.根据对比例1-3和实施例2中的数据可知，当溶液中未加入离子液体或者二苯胺时，通过紫外吸光光度法检测得的银离子浓度并不准确，这可能是没有对苯二胺或者离子液体时，银离子对紫外的相应值并非线性关系，进而导致测得的银离子的浓度不准确；而且对苯二胺和离子液体只有同时存在时(实施例2)，采用本方法测得的银离子的浓度才比较准确。
61.另外，根据对比例4-6及对比例2的数据可知，离子液体必须是含有杂原子环的离子液体，才能起到有效吸附银离子的目的，而且对苯二胺和离子液体的配比也对银离子的检测结果有很大的影响，只有对苯二胺和离子液体的配比处于合适范围内，才能更加有效地检测银离子的浓度。
62.二、干扰离子影响检测向500ml蒸馏水中加入1.25mg的硫酸铜、1.25mg氯化铁、1.25mg硝酸银、1.25mg氯化镍和1.25mg氯化铅，配置成含有2.5ppm银离子的混合溶液，然后再加入5mg硝酸溶液，得待测银离子溶液，再向其中加入1.88mg1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和0.47mg对苯二胺；加入600ml二氯甲烷，在30℃的温度下超声震荡50min，进行萃取，分离有机相后，通过旋转蒸发仪蒸发溶剂，再加入500ml二氯甲烷，得到测试样品，量取5ml测试样品进行紫外吸收光谱检测，将测得的吸光度值代入实施例2中测得的标准曲线中进行计算，即可得测试样品的离子溶液的浓度，计算出待检测溶液中银离子的浓度。测量六次后取平均值。经检测，测得的待检测溶液中银离子的浓度为2.487ppm，标准偏差为0.0071。
63.由此可见，通过采用本技术中的方法能够较为准确地测得混合金属离子溶液中的
银离子浓度，并结合表1的结论可知，本技术中银离子的检测方法检测结果稳定且准确度高，故可适用于废水中银离子含量的测定，通过采用紫外吸收光谱法检测银离子的过程简单便捷。
64.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。