显色法测定环境样品中的纳米二氧化钛
第6卷第2期
2006年4月
安全与环境
JournalofSafetyandEnvironment
V o1.6No.2
Apr,2006
文章编号:1009.6094【2006)02?0036-03
显色法测定环境样品中的纳米
二氧化钛
张学治.孙红文
(南开大学环境科学与工程学院，天津300071)
摘要：水环境中纳米二氧化铁分析方法的建立是研究其环境行为
的基础.以钛离子与O：的显色反应为基础，建立了用分光光度计
测定含纳米二氧化钛水样，鱼样的方法.该方法简便可行，不需要复
杂仪器设备，测定结果与ICP.AES测定方法相比无显着差异.
关键词；环境化学；纳米二氧化钛；测定；显色法;ICP.AES
中国分类号:X132文献标识码:A
0引言
由于纳米材料的小尺寸效应，表面效应，量子尺寸效应和
宏观量子隧道效应等使得它们在化学化工，生物医学，复合材
料，信息技术，催化剂等领域展示了广阔的应用前景I4J.目
前，全球有超过140家的厂家在从事纳米颗粒的生产现在
至少有44种元素的纳米形态已被开发出来，并投入商业应英语课程
用，更多元素的纳米形态也将不断地被开发出来J.在不久
的将来，随着制造成本的降低及新技术的不断开发，会有越来
越多的纳米材料排放到环境中去.然而，到目前为止，尚未找
到能够证明纳米材料绝对安全性的任何科学依据.相反，有
关纳米材料显示出毒性的报道却不断出现_691.
纳米二氧化钛问世于2O世纪80年代后期，是一种十分
重要的无机材料，其独特的紫外线屏蔽，光催化作用，颜色效应，抗菌等功能使其一面世即备受青睐，在日用化妆品，涂料, 环保等领域有着广阔的应用前景_lJ.随着纳米二氧化钛
的广泛使用，越来越多的纳米二氧化钛进入水环境中.纳米
二氧化钛进入水环境中后，可能会有以下行为：布朗运动形
式的迁移，与水体中颗粒物的吸附，聚合，沉降，向生物相的富集等.然而，对纳米二氧化钛在水环境中行为的研究目前尚
未见报道.水环境中纳米二氧化钛分析方法的建立是研究其环境行为的基础.KeithE等采用ICP.AES测定了鼠肺组织中的二氧化钛，取得了很好的效果_l，但是ICP仪器贵重，该方
法难以推广应用.分光光度计是实验室的一种常规仪器，操
作简便.纳米二氧化钛经分解处理后，释放出的钛离子可与H:O：生成橘黄色的络合物_】，据此本文建立采用显色法测定水样，鱼样中纳米二氧化钛的方法.
1材料和方法
1.1仪器与试剂
仪器：电感偶合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)(IRISIn—trepidII，美国热电公司)，紫外可见分光光度计(SP一2000UV *收稿日期:2005—09—25
作者简介：张学治，博士研究生，从事污染控制技术研究；孙红文，教授，博导，从事污染控制技术，环境化学研究.
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你跳我也跳英文型，上海光谱仪器公司)，微波消解仪(WX.3000plus型，上海
屹尧分析仪器公司).
所用试剂除浓硫酸为优级纯外，其余均为分析纯.
分解液：将700mL浓硫酸加到2000mL烧杯中，置于电
炉上加热至沸，立即加人400g硫酸钱，加热溶液，然后自然冷却至室温，装入1000mL广口瓶.
纳米二氧化钛储备液(1000mg/L)：称取0.250g纳米二
氧化钛(Degussa1:'25)于250mL容量瓶中，加蒸馏水，摇匀，定容至刻度.使用前超声分散10min.
钛标准储备液(1000mg/L)：称取417.O0nag纳米二氧化
钛于100mL烧杯中，加入30mL分解液，加热溶解，自然冷却后用蒸馏水稀释，将此溶液移至250mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度线.
1.2显色法测定水样，鱼样中的纳米二氧化钛
1.2.1显色法原理
纳米二氧化钛被硫酸一硫酸铵分解后，分解产物硫酸钛
酰和过氧化氢反应生成橘黄色的络合物[TiO(H202)]¨，在410nm有最大吸收，吸光度与二氧化钛浓度成正比，可据此测定纳米二氧化钛的浓度.
TiO2+SO4:TiOSO4+H20
Ti02+H,0,=[TiO(H'0,)]
1.2.2工作曲线的绘制
取8个100mL容量瓶，分别加入100mg/L纳米二氧化钛
anonymous中间液0.0mL,5.0mL,10.0mL,20.0mL,40.0mL,60.0mL,
80.0mL,1013.0mL，加蒸馏水定容至刻度线.
各取25mL上述含纳米二氧化钛水样于50mL烧杯中,
在电热板上蒸干.再加5mL分解液，在电炉上加热分解.待
溶液变为无色透明时取下，冷却，转移至25mL比色管中，于比色管加入3%过氧化氢溶液2.5mL，定容至刻度线.参数英语
杭州英特外国语学校在分光光度计上，以410nm为工作波长，用1cm比色皿
测定上述各溶液的吸光度.根据测定的吸光度及对应的纳米二氧化钛含量绘制工作曲线.
1.2.3含二氧化钛水样的预处理
另配5.0mg/L,10.0mg/L,20.0mg/L,40.0mg/L.60.0
mL,80.0mVL,100.0mg/L的纳米二氧化钛水样，按以上方
法取样，蒸干，分解后转移至25mL比色管中.
1.2.4鱼样加标及预处理
鱼样加标：鲤鱼(Cyprinuscarpio)经烘干，粉碎后保存于
干燥器中.称取烘干后的鱼样0,20g于聚四氟消解罐中，准
确加入1000mg/L纳米二氧化钛储备液2mL,5mL或10mL,
混匀，蒸干.
鱼样消解：往消解罐中加入0.20g鱼样,4mLHNO3，密
封后置于微波消解仪中消解15min，消解条件见表1.
纳米二氧化钛的分解：消解后的鱼样转移到烧杯中蒸
干，加入5mL分解液，置于电炉上加热分解，待二氧化钛分解
后转移至25mL容量瓶中.
1.2.5水样，鱼样中纳米二氧化钛的测定
含纳米二氧化钛水样，鱼样经预处理后，加入3%过氧化
氢溶液2.5mL，显色后，在410nm处测定吸光度，根据纳米二
sat是什么
氧化钛浓度与显色后的吸光度之间的线性关系计算纳米二氧
2006年4月张学治，等：显色法测定环境样品中的纳米二氧化钛Apt,2006 化钛浓度.
1.3ICP.AES测定水样，鱼样中的纳米二氧化钛
含纳米二氧化钛水样，鱼样经预处理后，释放出的钛离子
可直接用ICP—AES测定.以空白和10mg/L钛标液作工作曲
线，直接读出钛浓度，通过换算即可得到纳米二氧化钛浓度.
仪器工作参数如下.射频功率:1150W；雾化器压力;
0.207MPH；辅助气流量:0.5mL/min；蠕动泵转速:100
r/min；积分时间：短波208.长波10s；分析线:336.121nm.
2结果与讨论
2.1显色法工作曲线的绘制
工作曲线见图1.通过线性回归，纳米二氧化钛浓度C
与显色后的吸光度A满足
A:0.00836C+0.01353，相关系数R=0.9990.
2.2含纳米二氧化钛水样的测定结果
含纳米二氧化钛水样经预处理后，用显色后测定吸光度,
利用二氧化钛水样浓度C与显色后的吸光度A之间的线性方程计算其浓度.分解后的样品同时采用ICPAES测定，结果
地区英文见表2.
2.3方法的精密度及准确度
对20.0mg/L纳米二氧化钛水样分别测定5次.其平均
值和相对标准偏差见表3.
用配对￡检验,￡:0.29016,P>0.05.故两种方法结果就餐英语
无显着性差异.
2.4鱼样中纳米二氧化钛的测定
最好的背单词软件 艾宾浩斯对5份鱼样进行加标回收实验(加标量50mg/g)，回收率
ysb在90%一104%问，见表4.
对加标量为50mg/g鱼样的测定结果用配对￡检验,￡=
1.65106,P>0.05，两种方法结果无显着性差异.
2.5方法的检出限
取10次空白水样的平行测定结果，按IUPAC规定(c=
3#/m，其中,CDL为检出限，为空白测定值的标准偏差,m为
工作曲线的斜率，即灵敏度)，得出显色法及ICP—AES法检出限分别为1.0x10|3ms/mL和2.0x10一mg/mL.
襄1微波消解条件
Table1Parametersofmicrowavedigestion
表2舍纳米二氯化钛水样的测定结果
Table2ResultsofdeterminationofTiO2nanoparticles inwatersample
表3显色法和ICP—AES法测定的精密度及准确度
Table3Precisionsoftheanalyticalmethods
