| 基于金纳米棒刻蚀比色法检测铁、铜离子 |
| Detection of iron and copper ions based on gold nanorod etching colorimetry |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 李红 | 福州大学环境与安全工程学院, 福州 350000
莆田学院环境与生物工程学院, 福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室, 生态环境及其信息图谱福建省高等学校重点实验室, 莆田 351100 | | | 丁晓莹 | 莆田学院环境与生物工程学院, 福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室, 生态环境及其信息图谱福建省高等学校重点实验室, 莆田 351100 | | | 刘慈航 | 莆田学院环境与生物工程学院, 福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室, 生态环境及其信息图谱福建省高等学校重点实验室, 莆田 351100 | | | 张靖涵 | 莆田学院环境与生物工程学院, 福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室, 生态环境及其信息图谱福建省高等学校重点实验室, 莆田 351100 | | | 饶艳英 | 莆田学院环境与生物工程学院, 福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室, 生态环境及其信息图谱福建省高等学校重点实验室, 莆田 351100 | yanyingrao@ptu.edu.cn |
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| 摘要: 采用种子生长法制备金纳米棒(AuNRs)以构建光学传感器，用于Fe3+和Cu2+的高选择性快速可视化检测。在酸性环境中，Fe3+和Cu2+通过与KI溶液反应，将I-氧化成I2。I2刻蚀AuNRs，导致其纵向表面等离子体共振(LSPR)吸收峰蓝移，从而实现对Fe3+和Cu2+的检测。结果表明，反应温度为50℃时，添加0.8 mL 0.1 mol·L-1 HCl、2 mL AuNRs生长液和20 mmol·L-1 KI溶液，与2 mL 500 μmol·L-1 Fe3+或30 μmol·L-1 Cu2+反应25或90 min，可将AuNRs刻蚀至LSPR吸收峰消失。该方法对Fe3+和Cu2+检测具有高选择性和准确性，对于Fe3+、Cu2+共存体系的检测，可通过加入适量F-与Fe3+生成配合物[FeF6]3-完成对Fe3+的化学掩蔽，消除Fe3+的干扰，实现共存体系中Cu2+的准确检测。 |
| 关键词: 金纳米棒 铁离子 铜离子 比色法检测 |
| 基金项目: 福建省自然科学基金（No.2020J01914）和福建省大学生创新创业项目（No.S202211498009）资助。 |
| Abstract: In an acidic environment, Fe3+ and Cu2+ reacted with KI solution to oxidize I- to I2, and I2 was used to etch Au nanorods (AuNRs) to produce a blue shift of the longitudinal surface plasmon resonance (LSPR) absorption peak of AuNRs to achieve the detection of Fe3+ and Cu2+. At a reaction temperature of 50℃, 0.8 mL HCl (0.1 mol· L-1), 2 mL KI (20 mmol· L-1), and 2 mL AuNRs solution were added in 2 mL 500 μmol·L-1 of Fe3+ or 30 μmol·L-1 of Cu2+ solution, and the Fe3+ or Cu2+ solution could etch AuNRs until the LSPR absorption peak of AuNRs disappeared after 25 or 90 min. The concentrations of Fe3+ and Cu2+ had a good linear relationship with the LSPR absorption peak shift of AuNRs, and the R2 was above 0.99. This method has excellent selectivity and accuracy for the detection of Fe3+ and Cu2+, with a maximum error of only 0.69% and 2.6%, respectively. For the detection of Fe3+ and Cu2+ coexistent system, the addition of an appropriate amount of F- in Fe3+ solution to form a complex[FeF6]3- can chemically mask Fe3+, which can eliminate the interference of Fe3+ in the coexistence system. The results showed that in a Cu2+ concentration range of 0-20 μmol·L-1, the LSPR absorption peaks of AuNRs before and after the addition of Fe3+-F- masking system were blue-shifted 217 and 210 nm, respectively. There was a good linear relationship between the Cu2+ concentration and the LSPR absorption peak shift of AuNRs, and the R2 was above 0.99. It can be concluded that the accurate detection of Cu2+ in the mixed system can be achieved by chemically masking the Fe3+ in the coexisting ions. |
| Keywords: gold nanorod iron ion copper ion colorimetric detection |
| 投稿时间：2023-10-08 修订日期：2024-01-13 |
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| 李红,丁晓莹,刘慈航,张靖涵,饶艳英.基于金纳米棒刻蚀比色法检测铁、铜离子[J].无机化学学报,2024,40(5):953-962. |
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