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基于表面增强拉曼的偏二甲肼检测方法


技术摘要:
本发明属于痕量有机污染物检测技术领域,公开了一种基于表面增强拉曼的偏二甲肼检测方法。该方法包括:将待测偏二甲肼与醛类物质反应得到待测溶液;将表面增强拉曼基底在所述待测溶液浸泡后吹干再进行拉曼光谱测量,得到待测偏二甲肼的特征拉曼信号;将所述待测偏二甲  全部
背景技术:
偏二甲肼(Unsymmetrical  dimethylhydrazine,(CH3)2NNH2)是具有高比冲的化学 燃料,作为火箭发动机的能量工质,被广泛应用于国防军事和航空航天等领域。偏二甲肼具 有强烈刺激性的氨类气味(臭鱼腥味),属于二类毒性物质,能够和水以任意比例互溶。偏二 甲肼具有毒性和致癌、致畸、致突变的“三致”危害,其对水体的污染一直受到广泛关注。世 界各国对偏二甲肼在环境中的浓度有着严格的标准,我国国标中规定偏二甲肼在水中的最 高浓度不得高于0.5mg/L,即8.3×10-6mol/L。加强对水体中偏二甲肼的检测对保障人员健 康,及时发布污染预警、控制环境污染等方面的意义重大。 近年来,研究人员致力于建立水体中偏二甲肼的快速、有效的检测方法,主要包括 分光光度法、色谱法、质谱法、电化学分析法和荧光分析法等。然而,这些方法存在需要对偏 二甲肼进行复杂的预处理、检测仪器昂贵、分析检测耗时较长,以及不能便携实时检测等缺 点。因此,建立偏二甲肼快速、高效和便携的检测方法是研究的一个重要的方向。
技术实现要素:
基于上述问题,本发明的目的在于提供一种快速、高效且便携的基于表面增强拉 曼的偏二甲肼检测方法。 上述目的是通过以下技术方案实现的: 本发明提供的一种基于表面增强拉曼的偏二甲肼检测方法,包括: 制备表面增强拉曼基底; 将待测偏二甲肼与醛类物质反应,得到待测溶液; 将所述表面增强拉曼基底在所述待测溶液浸泡后,吹干,得到附有反应产物的表 面增强拉曼基底,采用所述附有反应产物的表面增强拉曼基底进行拉曼光谱测量,得到待 测偏二甲肼的特征拉曼信号; 将所述待测偏二甲肼的特征拉曼信号与预先构建的偏二甲肼浓度与特征拉曼信 号的标准曲线进行比对,得到待测偏二甲肼的浓度。 本发明中,预先构建偏二甲肼浓度与特征拉曼信号的标准曲线,包括: 将已知浓度的偏二甲肼与醛类物质反应,得到预测溶液; 将制备得到的所述表面增强拉曼基底在所述预测溶液浸泡后,吹干,得到附有反 应产物的表面增强拉曼基底,进行拉曼光谱测量,构建得到偏二甲肼浓度与特征拉曼信号 的标准曲线。 优选地,构建标准曲线时,以拉曼光谱测量得到的特征峰的峰面积与偏二甲肼浓 度的对数作图;所述标准曲线在10-5mol/L~10-8mol/L的偏二甲肼浓度范围内呈现线性关 3 CN 111610176 A 说 明 书 2/5 页 系。 优选地,所述检测方法检测的偏二甲肼的浓度范围为10-5mol/L~10-8mol/L。 优选地,所述醛类物质包括:甲醛、水杨醛、2,4-硝基苯甲醛、2-硝基苯甲醛和4-硝 基苯甲醛中的一种或多种的混合物。 优选地,所述醛类物质的溶液浓度为1×10-4mol/L~1×10-2mol/L,所述待测偏二 甲肼与醛类物质的溶液体积比为:(5~20):1。更优选地,所述醛类物质的浓度为10-3mol/L; 所述待测偏二甲肼与醛类物质的溶液体积比为10:1。 优选地,所述待测偏二甲肼与醛类物质进行水浴反应,水浴温度40℃~80℃,反应 10min~30min。 优选地,进行拉曼光谱测量时,选择波长为532、488、785nm或其他波长的激光光 源,激光强度为60mW~200mW。 优选地,所述表面增强拉曼基底是采用物理气相沉积法,在基底材料上倾斜生长 靶材,得到的纳米阵列薄膜,具体为纳米棒阵列薄膜。 优选地,所述纳米阵列薄膜的厚度为100nm~1500nm。更优选地,采用厚度为300nm ~600nm的纳米棒阵列薄膜作为表面增强拉曼基底。 优选地,所述基底材料包括:玻璃基底、硅片基底、滤纸基底、聚苯乙烯微球阵列玻 璃或硅片基底、以及二氧化硅微球阵列玻璃或硅片基底中的一种。优选地,所述靶材包括: 金、银和铜中的一种或多种。更优选地,所述靶材为金或银。 与现有技术相比,本发明基于表面增强拉曼的偏二甲肼检测方法通过偏二甲肼与 醛类物质进行衍生反应获得了优异的拉曼散射性质,然后基于表面增强拉曼效应对偏二甲 肼进行检测,不仅具备较高的检测灵敏度(可检测偏二甲肼的浓度范围为10-5mol/L~10- 8mol/L)、较快的检测速度(拉曼检测一般只需20s左右,整个检测过程也只需约20min,远低 于国标法和色谱等检测方法所需时间)、还能够满足对检测便携性的要求,是一种全新的、 高效的痕量偏二甲肼检测方法,具有检测过程简单、快速、成本低的优点。 附图说明 图1是本发明实施例1中制备的银纳米棒阵列薄膜的扫描电镜图; 图2为本发明实施例1检测过程中不同物质的拉曼峰强度谱图; 图3是本发明实施例1中构建的标准曲线线性拟合示意图; 图4为本发明实施例2中制备的金纳米棒阵列薄膜的扫描电镜图。
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