光照羧甲基葡聚糖还原银离子及应用于银离子的检测

白 珊，欧阳振中，龙云飞

（1.长沙环境保护职业技术学院，湖南长沙 410000；

2.湖南科技大学化学化工学院，理论化学与分子模拟省部共建教育部重点实验室，湖南湘潭 411201）

1 引言

在环境监测中，重金属分析一直是一项重要的工作。重金属在医疗、航空航天、农业等领域都有着广泛的使用，重金属可以以各种形态进入到大气、水体、土壤以及生物体等环境介质中，是一种具有潜在危害的重要污染物质。重金属不能被微生物分解，但能通过食物链在生物体内富集，并且可以转化为毒性更强的物质。目前，监测重金属离子的主要方法有极谱法、溶出伏安法、分光光度法[1-3]、原子吸收光谱法[4]、荧光化学传感器法[5-6]、电感耦合等离子质谱法[7]等。Ag+是重金属中的一种，开发新的 Ag+检测方法，对环境、经济、社会都有重要的意义。Ag+氧化性较强，在紫外灯照射下，CMG 能将 Ag+还原，导致体系吸收光谱等的改变，基于此建立了一种测定Ag+的新方法。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

紫外-可见分光光度计（LAMBDA-35型，美国PE 公司）；

高效环保型一体化石英紫外线杀菌灯（UV-CLAMP，λ=253.7nm）

CMG 溶液：浓度为1.7×10-2mol/L；

AgNO3储备液：准确称取0.034 0g AgNO3（购买于汕头市西陇化工厂），用二次水溶解，定容至50.0mL，浓度为4.0×10-3mol/L。测定时，将该储备液稀释至4.0×10-5mol/L 使用；

NH3·H2O（5%）溶液：（上海国药集团化学试剂有限公司）浓度为4.0×10-5mol/L；

NaOH 溶液：（上海国药集团化学试剂有限公司）浓度为0.1mol/L；

用BR 缓冲溶液控制反应体系酸度，其他试剂均为分析纯。水为二次蒸馏水。

2.2 实验方法

在4.0mL 的离心管组中加入少量热的NaOH 溶液，震荡，将NaOH 倒去后，再用蒸馏水洗净备用。

在上述离心管组中依次加入CMG 溶液1.0mL，依次加入不同体积的浓度为4.0×10-5mol/L AgNO3溶液，然后加入5%的NH3·H2O 溶液 600 µL，再加入200 µL BR 缓冲溶液，最后定容至4.0mL，充分震荡。

将离心管放置在110W 的紫外灯下连续照射60min。取出后待其冷却至常温后立刻进行紫外分光检测，分析结果。

3 结果与讨论

3.1 体系的光谱特征

按实验方法，银离子在紫外光的照射下能够被还原，生成的银纳米粒子对390～410nm 的紫外光具有很强的吸收作用。因此，在390～410nm 波长范围内，可以检测到最大的吸收波长。溶液中 Ag+的浓度越大，最大吸收峰处的吸光度值越大，吸光度值的增加与 Ag+的浓度在一定范围内呈线性关系，如图1所示。

图1 不同浓度的Ag+在体系中的紫外吸收光谱

1-5：CMG-AgNO3-BR-Ag+cAg+=0.5，1.0，1.5，2.5，5×10-6mol/L；cCMG=4.3×10-3mol/L

3.2 实验条件的优化

3.2.1 酸度的影响按实验方法，以BR 缓冲溶液调节体系pH 值，探讨了pH 在1.56～5.75 对体系的紫外吸收的影响，结果表明，pH=4.78时，体系的吸光度A值最大，即银离子被还原的效果最好。如图2所示。

图2 不同pH对体系的影响

cAg+=1.5×10-6mol/L；cCMG=4.3×10-3mol/L

3.2.2 光照时间的影响

当CMG 浓度为4.3×10-3mol/L，pH 为 4.78时，将反应溶液分别光照30min，60min，90min，120min，150min，进行紫外分光光度检测，发现60min 光照时间下生成的银纳米粒子在最大吸收波长处的吸光度最大，因此选择最佳光照时间为60min。如图3 所示。

图3 不同光照时间对体系的影响

cAg+=1.5×10-6mol/L；cCMG=4.3×10-3mol/L；pH=4.78 3.2.3CMG浓度的影响

在pH 为 4.78，光照时间为60min 的条件下，对CMG 的浓度进行了探索，实验结果显示，CMG 浓度为4.3×10-3mol/L 时，银离子被还原效果最明显，如图4所示。即稳定剂的最佳浓度为4.3×10-3mol/L。

图4 不同浓度的CMG对体系的影响

cAg+=1.5×10-6mol/L；Time=60min；pH=4.78

3.2.4 干扰离子的影响

根据实验方法，分别在最佳检测条件下，对相同浓度（1.5×10-6mol/L） 的Cu2+，K+，Na+，Mn2+，Hg2+，Mg2+，Cd2+，Pb2+，Fe3+，Al3+十种常见金属离子进行检测，发现相同的检测条件下，只有Ag+能被还原，还原后生成了银纳米粒子，且吸收峰和信号响应最明显。

图5 不同离子与CMG反应吸光度变化情况

3.3 样品分析

3.3.1 线性范围和检出限

在实验最佳条件下，体系的ΔA随Ag+浓度的增大而增加，Ag+的浓度（c）在 5.0×10-7～5.0×10-6mol/L 时，c与ΔA呈线性相关。线性回归方程为：

ΔA=-0.089 04+0.093 27 c，µmol/L），相关系数为0.997 9，检出限为1.0×10-7mol/L。

3.3.2 样品和回收率的测定

在实验最佳条件下，根据实验方法检测了两份合成样品中的Ag+含量，结果见表1。由表1 可知，回收率为98.0%～105.0%，说明该方法有较好的潜在应用价值。

表1 样品中Ag+的测定（n=5）

4 结论

研究发现，在110W 紫外灯的照射条件下，经CMG 还原生成的银纳米粒子在390～410nm 会出现最大吸收峰，随着Ag+浓度的增加，其吸光度值也逐渐增强。在浓度为5.0×10-7～5.0×10-6mol/L 内得到了较好的线性，相关系数为0.997 9。利用该性质，建立了一种简单、快速且准确的测定重金属Ag+的新方法，用此方法测定实际样品，结果令人满意。