本發(fā)明涉及亞甲基藍(lán)和二價銅離子的測定方法，具體涉及一種利用紫外-可見分光光度法同時測定溶液中亞甲基藍(lán)和二價銅離子的三波長光譜方法。

背景技術(shù)：

亞甲基藍(lán)和銅離子在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，亞甲基藍(lán)作為一種合成染料，經(jīng)常被用于紡織印染廠，使織物著色，因此有大量廢棄的染料隨著廢水排放到環(huán)境，其污染水體，特別是對水生生物的致畸，致癌，高毒性必須引起重視；而銅離子作為助染劑和合成染料的催化劑，在他們的功能實現(xiàn)之后，也進入廢水系統(tǒng)，從而給環(huán)境帶來嚴(yán)重的危害。特別是大量高濃度的含銅廢水會殺死水處理系統(tǒng)內(nèi)的微生物，引起代謝紊亂，危害水生生物。在一些開發(fā)新型吸附材料的研究中，需要評價材料的吸附性能，經(jīng)常以亞甲基藍(lán)作為模型化合物，來代表該吸附材料對有機物的吸附能力；而以銅離子的吸附性能的好壞來判斷該吸附材料對無機重金屬離子的吸附性能。因此，需要人為配制同時含有亞甲基藍(lán)和銅離子的廢水作為研究對象。在這種研究中，由于沒有考慮到銅離子對亞甲基藍(lán)的干擾，因此，利用665nm的吸光度來計算亞甲基藍(lán)的濃度，其結(jié)果往往高于實際值(因為銅離子在665nm也有較強的吸收)，從而不能準(zhǔn)確檢測亞甲基藍(lán)的濃度，不能準(zhǔn)確評價吸附材料的吸附性能。

印染廠的廢水必須經(jīng)過處理，除掉亞甲基藍(lán)和銅，使廢水達(dá)到GB-8978-1996排放標(biāo)準(zhǔn)后才能排放。因此需要采用吸附、離子交換、膜分離、凝聚等物理化學(xué)方法將他們?nèi)コＨコЧ暮脡膭t利用合適的檢測方法來同時測量亞甲基藍(lán)和銅。

目前較常見的銅離子檢測方法包括原子吸收分光光度法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀法、紫外可見分光光度法等，亞甲基藍(lán)離子的檢測方法主要為紫外可見分光光度法。由于原子吸收分光光度法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀法主要是一種元素檢測方法，他們無法區(qū)分一價銅離子和二價銅離子，因此會在檢測中產(chǎn)生較大誤差，且所使用的儀器一次性投入大，維護費用高，對檢測人員的素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力要求更高，這些缺陷限制了其在一些小型監(jiān)測站和分析中心的應(yīng)用。特別是在新型吸附材料的研究中，銅離子和亞甲基藍(lán)離子同時存在的雙相體系中，要對水溶液進行兩次取樣，首先是用原子吸收分光光度法或電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀法檢測銅離子，而后取水樣用紫外可見分光光度法檢測亞甲基藍(lán)，但由于銅離子在亞甲基藍(lán)的最大吸光度處也有吸收，因此往往使得檢測結(jié)果偏高。因此，一種簡單、準(zhǔn)確的可以同時檢測兩種物質(zhì)含量的方法顯得十分必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有檢測技術(shù)的缺點和不足，彌補雙相體系對二者同時檢測的技術(shù)空白，提供一種快速、結(jié)果準(zhǔn)確度高、操作簡便的可同時檢測亞甲基藍(lán)和二價銅離子的方法，即一種利用紫外-可見分光光度法同時測定溶液中亞甲基藍(lán)和二價銅離子的三波長光譜方法。

本發(fā)明中光程固定，吸光度與溶液濃度呈正比，滿足比耳定律：

A＝abc

式中，a為吸光系數(shù)，b為光程(本發(fā)明中為1cm)，c為溶液濃度g/L

基于以上機理，用紫外分光光度儀檢測一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。將所得的一系列吸光度值對對應(yīng)的濃度做圖，所得圖的斜率即為吸光系數(shù)，進一步對比耳定律進行推導(dǎo)，即可得出亞甲基藍(lán)和二價銅離子的濃度。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種利用紫外-可見分光光度法同時測定溶液中亞甲基藍(lán)和二價銅離子的三波長光譜方法，包括如下步驟：

(1)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線：準(zhǔn)確稱取一定量的亞甲基藍(lán)和硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，分別配成亞甲基藍(lán)和硫酸銅原液；量取一定體積原液，并稀釋成一系列的亞甲基藍(lán)和硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液；紫外分光光度法對單一標(biāo)準(zhǔn)溶液和混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進行全波長掃描；以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖得到三條標(biāo)準(zhǔn)曲線；所述混合標(biāo)準(zhǔn)溶液為亞甲基藍(lán)和硫酸銅的混合液；

(2)方程的建立：根據(jù)步驟(1)中得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線并結(jié)合比爾定律得出混合溶液中亞甲基藍(lán)和銅離子濃度的計算公式；

(3)精密性和準(zhǔn)確性驗證實驗：驗證步驟(2)中得出的推導(dǎo)公式，對已知濃度的亞甲基藍(lán)和硫酸銅混合樣品測試吸光度，計算出兩種物質(zhì)的濃度，并分析結(jié)果的相對偏差；采用單波長和三波長光譜法測多組不同濃度混合溶液的吸光值，并計算加標(biāo)回收率。

優(yōu)選的，步驟(1)所述亞甲基藍(lán)和硫酸銅原液的濃度分別為1g/L和10g/L。

優(yōu)選的，步驟(1)所述全波長掃描的范圍為350nm至1000nm；亞甲基藍(lán)溶液的最大吸收波長為664nm，二價銅離子的最大吸收波長為810nm。

優(yōu)選的，步驟(1)所述標(biāo)準(zhǔn)曲線是664nm處亞甲基藍(lán)的標(biāo)準(zhǔn)曲線A，664nm和810nm處二價銅離子的標(biāo)準(zhǔn)曲線B和C。

優(yōu)選的，步驟(2)中建立的方程都消除了418nm處基線漂移的影響。

優(yōu)選的，步驟(3)中采用二倍稀釋法，分別用單波長直接測定混合溶液中各組分的濃度，再用三波長法，對全波長數(shù)據(jù)進行處理后用推導(dǎo)公式計算得出664nm處亞甲基藍(lán)和二價銅離子濃度。

優(yōu)選的，步驟(3)所述測試的次數(shù)為六次；所述采用單波長和三波長光譜法測五組不同濃度混合溶液的吸光值。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有的檢測方法，具有以下優(yōu)點：

1.本發(fā)明實現(xiàn)了對亞甲基藍(lán)和二價銅離子的同時檢測，為實驗分析和監(jiān)測提供了便利。

2.本方法消除了基線漂移和銅離子在664nm處對亞甲基藍(lán)吸收的干擾，使結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。

3.本方法精密度高，重現(xiàn)性好，檢測結(jié)果可信度高。

4.分析法采用分光光度法，成本相對較低且簡單易行。

附圖說明

圖1為亞甲基藍(lán)和二價銅離子在350nm到1000nm范圍內(nèi)的特征吸收圖譜。

圖2為二價銅離子在664nm和810nm處的可見光吸收區(qū)A對濃度(g/L)作圖得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。

圖3為亞甲基藍(lán)在664nm處的可見光區(qū)A對濃度(g/L)得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步具體詳細(xì)描述。

本發(fā)明所使用的實驗儀器為：Hach6000水質(zhì)分析分光光度計、1cm石英比色皿、分析天平。

本發(fā)明所使用的試劑：無水硫酸銅(分析純)，亞甲基藍(lán)(分析純)

實施例1

三波長光譜法的建立

標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：準(zhǔn)確稱取1g無水硫酸銅，用超純水溶解后轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶，并稀釋至刻度，得10g/L的母液。取一定量的母液分別稀釋成1.4g/L,1.6g/L,1.8g/L,2.0g/L,2.2g/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：準(zhǔn)確稱取0.1000g亞甲基藍(lán)，用超純水溶解后轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶，并稀釋至刻度，配成1g/L的母液。取1mL母液于100mL容量瓶中,稀釋至標(biāo)線得0.01g/L的亞甲基藍(lán)溶液。分別取0.01g/L原液10mL,20mL,30mL,40mL于50mL容量瓶，加超純水稀釋至標(biāo)線，可得0.002g/L,0.004g/L,0.006g/L,0.008g/L及原液為0.01g/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。

分光光度檢測技術(shù)

以去離子水做空白，將上述標(biāo)準(zhǔn)溶液作為待測試樣，分別在350nm至1000nm處進行全波長掃描檢測，記錄全部吸光度值，如圖1所示。

對硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液波峰處(810nm)的數(shù)據(jù)進行處理，并對664nm處的數(shù)據(jù)進行處理(以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖)，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線B和標(biāo)準(zhǔn)曲線C，見圖2；

對亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液在波峰處(664nm)的數(shù)據(jù)進行處理(以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖)，得標(biāo)準(zhǔn)曲線A，見圖3；

取標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率并結(jié)合比爾定律推導(dǎo)出混合溶液中亞甲基藍(lán)的濃度。

根據(jù)比耳定律推導(dǎo)得出混合溶液中亞甲基藍(lán)濃度的計算公式，以減掉銅離子的干擾。

實施例2

本發(fā)明方法的重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性

重復(fù)6次測定亞甲基藍(lán)濃度為2mg/L和二價銅離子濃度為5g/L的混合溶液，亞甲基藍(lán)和Cu²⁺的相對偏差分別為1.1％和0.5％，數(shù)據(jù)見表1。

分別將濃度為2、4、6、8、10mg/L亞甲基藍(lán)溶液和濃度為1.4、1.6、1.8、2.0、2.2g/L Cu²⁺混合得到五種混合溶液，采用二倍稀釋法，用單波長和三波長法計算兩項體系中兩種物質(zhì)的加標(biāo)回收率，數(shù)據(jù)見表2。

表1

RSD(％)為相對標(biāo)準(zhǔn)偏差。

表2

注：MB_added指添加的亞甲基藍(lán)的濃度，MB _cal根據(jù)公式計算的亞甲基藍(lán)濃度，mg/L.由表可知，本發(fā)明方法能更好的實現(xiàn)銅離子存在下亞甲基藍(lán)的準(zhǔn)確檢測。