純凈水水質檢測的原子力顯微鏡表征方法技術

本發明專利技術涉一種純凈水水質檢測的原子力顯微鏡表征方法。該方法包括下列步驟：①表征樣品和材料的準備，以使其適合原子力顯微鏡觀察，包括待檢測純凈水蒸發基底—蓋玻片的準備和待檢測純凈水制樣兩個部分；②表征儀器的改造，以使原子力顯微鏡能夠適合表征樣品；③表征圖像數據分析，分析表征圖像，獲得有用信息以確定水質。該方法使純凈水水質檢測更加完備、準確、迅速，使水中納米和微米級的雜質清楚地一次性三維體現，對評價工商業用純凈水質量，具有重要科技、經濟和實用意義。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及水質檢測方法，具體涉及ー種純凈水水質的原子力顯微鏡表征方法。
技術介紹
伴隨著人類生活水平的提高，人們對生活質量的要求，尤其是對飲用水的要求也越來越嚴格。最初人們取之自然，將江河湖泊的水直接當作是飲用水來飲用。伴隨著工業化步伐的加快，各種各樣的エ業的出現，人們把各種エ業的廢棄物排放到江河湖泊中去，使得江河中的水不再適合飲用。于是人們開始轉向地下水，由于地下水是巖石圈過濾后的產物，所以飲用較為安全。但是人類的發展速度在近幾十年得到極大的提升，各種エ 業的廢料、廢水，和各種各樣的微電子報廢元器件等對水源有極大污染的東西也被人們深埋地下，地下水不再適合人們的引用，因此純凈水便出現在大眾的視野之中，由于純凈水的商業化，市場上的純凈水品牌更是五花八門，使得人們對純浄水的定義越來越模糊。因此純凈水的水質檢測是保障人們生產和生活安全的重要措施。然而目前純凈水水質檢測方法主要有感官檢測、理化檢測、微生物檢測等方法，這些方法存在著片面、繁復、檢測速度慢、檢測儀器、試劑昂貴等缺點，影響著純浄水水質的綜合快速分析判斷。
技術實現思路
為了克服和彌補現有純凈水水質檢測方法的不足，本專利技術提供一種有效的純凈水水質納米、微米級檢測方法，該一次性檢測方法使純凈水水質檢測過程更加完備、準確、迅速，使水中納米和微米級的雜質清楚地三維體現，對評價エ商業用純凈水質量，具有重要科技、經濟和實用意義。本專利技術采用的技術方案是該，包括下列步驟 ①表征樣品和材料的準備，以使其適合原子力顯微鏡觀察 i、待檢測純浄水蒸發基底一蓋玻片的準備 將18mmX 18mm標準蓋玻片先用IOM級別以上的去離子水超聲清洗10分鐘,換水后重復5遍，然后分別用分析純丙酮和酒精各清洗5適，晾干后保存在密閉容器中，以上操作要求在萬級以上超凈間中進行； 、待檢測純浄水制樣 將待檢測純凈水用微量移液槍取IOul滴于經過步驟i清潔干燥好的蓋玻片上，均勻涂開，并測量記錄好所涂面積。將涂好待檢測純浄水的蓋玻片放入真空干燥箱中干燥。以上操作要求在萬級以上超凈間中進行； ②表征儀器的改造，以使原子力顯微鏡能夠適合表征樣品 將通用型原子力顯微鏡的樣品置放空間擴展，使其直徑大于3厘米，更換掃描頭，使掃描范圍為60μιπΧ60μη以上，機械加工法擴寬針尖座，使針尖座的樣品置放空間大于樣品直徑，以便樣品能夠自由接近針尖； ③表征過程及圖像數據分析，獲得有用信息以確定水質將蒸發純凈水前后的蓋玻片分別放置原子力顯微鏡下進行掃描成圖，將原子力顯微鏡所獲取的圖像存成8位灰度圖，以便體現Z方向真實數據，將圖中顆粒大小形狀進行統計分析，以確定涂純凈水前后蓋玻片上顆粒變化從而確定水中殘留物質的種類、形態，進而確定水質，為了更加客觀描述巖心樣品，將多幅圖的平均統計結果繪制成圖，比較分析表征樣品中殘留物質統計分布規律，并且可以根據在蓋玻片上所涂水的面積，掃描面積以及滴定純浄水的體積，可以計算出単位體積中純浄水殘余雜質分布情況，以上實驗操作要求在萬級以上超凈間中進行。本專利技術具有如下有益效果由于本方案使用了納米級表征的原子力顯微鏡檢測純浄水水質，克服了目前純凈水水質檢測的感官檢測、理化檢測、微生物檢測等方法中片面、繁復、檢測速度慢、檢測儀器、試劑昂貴等缺點。而基于原子力顯微術的純凈水水質檢測方法，能夠把純凈水中殘余物質定量、三維、全面、一次性表征，為判別エ商業用純浄水提供重要的科學方法。 附圖說明 圖I是原子力顯微鏡表征市場上銷售的某商業品牌純凈水圖像； 圖2是用原子力顯微鏡圖像分析市場上銷售的某商業品牌純凈水隨開瓶時間增加后殘余雜質變化的統計圖。具體實施例方式 下面結合具體實例對本專利技術作進ー步說明。首先用
技術實現思路
中的步驟①中的i步驟所描述的方法進行蓋破片清潔，然后將待檢測水樣按
技術實現思路
中的步驟①中的ii步驟所描述的方法進行制樣。其次是進行原子力顯微鏡改造，使其適合儲層巖心微觀孔隙結構表征，本專利技術使用的原子力顯微鏡為上海愛建納米科技發展有限公司生產的AJ-III型原子力顯微鏡，利用機械加工擴展了樣品置放空間，使其直徑為3. Ocm,更換掃描頭，使掃描范圍為βΟμιπX60μ ，利用機械加工方法擴寬針尖座，使針尖座樣品置放空間足夠大(大于樣品最大寬度)，以便樣品能夠自由接近針尖(以上改造若已完成，此步驟可略去)。在改造后的原子力顯微鏡上進行表面形貌觀察，包括涂水前清潔蓋玻片的形貌觀察和涂水干燥后蓋玻片的觀察，用以比較純凈水中殘余物質實際含量，并將表征圖像保存成tif格式。圖像分析將原子力顯微鏡所獲取的圖像存成8位灰度圖，以便體現Z方向真實數據。純凈水典型原子力顯微鏡掃描圖像見圖I所示。圖I中的左圖為清潔后涂水前的蓋玻片的形貌圖像，掃描范圍為IOjJmX IOjJD.,旁灰度邊色條代表高度,可以看出圖中沒有較大顆粒，圖像非常平整，只有蓋玻片上的細微劃痕；圖I中的中圖為某品牌純凈水干燥后的原子力顯微鏡形貌圖像，掃描范圍為ΙΟμηΧIOiUci，可以看出圖中分布大小和形狀各異的顆粒；圖I中的右圖為中圖的立體圖，旁邊灰度色條代表中圖和右圖高度。為了更加客觀描述所檢測的樣品，將圖I中的顆粒進行統計繪制成圖2。統計顯示此品牌純凈水在剛開啟后每幅圖中呈現的小于200nm的顆粒為16個，隨著開啟時間的增カロ，此范圍內的顆粒數有所増加并趨于平穩，雖然開始時大于Ιμη的顆粒沒有在水中發現，但是在四天(96小吋)后開始出現，這說明水中細菌數量開始大量増加，已不適于飲用。由于圖像記錄的 是蓋玻片表面三維真實數據，所以更加細致定量的分析可以通過圖像直接完成。本專利技術分析得出的結論是其他表征手段和方法難以得到的，說明本專利技術在表征純凈水水質上具有非常好的優勢和效果。權利要求1.一種，包括下列步驟 ①表征樣品和材料的準備，以使其適合原子力顯微鏡觀察 i、待檢測純凈水蒸發基底一蓋玻片的準備 將18mmX 18mm標準蓋玻片先用IOM級別以上的去離子水超聲清洗10分鐘,換水后重復5遍，然后分別用分析純丙酮和酒精各清洗5遍，晾干后保存在密閉容器中，以上操作要求在萬級以上超凈間中進行； ii、待檢測純凈水制樣 將待檢測純凈水用微量移液槍取IOul滴于經過步驟i清潔干燥好的蓋玻片上，均勻 涂開，并測量記錄好所涂面積，將涂好待檢測純凈水的蓋玻片放入真空干燥箱中干燥，以上操作要求在萬級以上超凈間中進行； ②表征儀器的改造，以使原子力顯微鏡能夠適合表征樣品 將通用型原子力顯微鏡的樣品置放空間擴展，使其直徑大于3厘米，更換掃描頭，使掃描范圍為60微米X 60微米以上，機械加工法擴寬針尖座，使針尖座的樣品置放空間大于樣品直徑，以便樣品能夠自由接近針尖； ③表征過程及圖像數據分析，獲得有用信息以確定水質 將蒸發純凈水前后的蓋玻片分別放置原子力顯微鏡下進行掃描成圖，將原子力顯微鏡所獲取的圖像存成8位灰度圖，以便體現Z方向真實數據，將圖中顆粒大小形狀進行統計分析，以確定涂純凈水前后蓋玻片上顆粒變化從而確定水中殘留物質的種類、形態，進而確定水質，為了更加客觀描述巖心樣品，將多幅圖的平均統計結果繪制成圖，比較分析表征樣品中殘留物質統計分布規律，并且可以根據在蓋玻片上所涂水的面積，掃描面積以及滴定純凈水的體積，可以計本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種純凈水水質檢測的原子力顯微鏡表征方法，包括下列步驟：①表征樣品和材料的準備，以使其適合原子力顯微鏡觀察：ⅰ、待檢測純凈水蒸發基底—蓋玻片的準備將18mm×18mm標準蓋玻片先用10M級別以上的去離子水超聲清洗10分鐘，換水后重復5遍，然后分別用分析純丙酮和酒精各清洗5遍，晾干后保存在密閉容器中，以上操作要求在萬級以上超凈間中進行；ⅱ、待檢測純凈水制樣將待檢測純凈水用微量移液槍取？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？滴于經過步驟ⅰ清潔干燥好的蓋玻片上，均勻涂開，并測量記錄好所涂面積，將涂好待檢測純凈水的蓋玻片放入真空干燥箱中干燥，以上操作要求在萬級以上超凈間中進行；②表征儀器的改造，以使原子力顯微鏡能夠適合表征樣品：將通用型原子力顯微鏡的樣品置放空間擴展，使其直徑大于3厘米，更換掃描頭，使掃描范圍為60微米×60微米以上，機械加工法擴寬針尖座，使針尖座的樣品置放空間大于樣品直徑，以便樣品能夠自由接近針尖；③表征過程及圖像數據分析，獲得有用信息以確定水質：將蒸發純凈水前后的蓋玻片分別放置原子力顯微鏡下進行掃描成圖，將原子力顯微鏡所獲取的圖像存成8位灰度圖，以便體現Z方向真實數據，將圖中顆粒大小形狀進行統計分析，以確定涂純凈水前后蓋玻片上顆粒變化從而確定水中殘留物質的種類、形態，進而確定水質，為了更加客觀描述巖心樣品，將多幅圖的平均統計結果繪制成圖，比較分析表征樣品中殘留物質統計分布規律，并且可以根據在蓋玻片上所涂水的面積，掃描面積以及滴定純凈水的體積，可以計算出單位體積中純凈水殘余雜質分布情況，以上實驗操作要求在萬級以上超凈間中進行。884322dest_path_image001.jpg...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：白永強，張雁，董向國，宋勝浩，張雨，劉祥樓，
申請(專利權)人：東北石油大學，
類型：發明
國別省市：