墨西哥的研究人員首次使用Zeolite（廣泛用于水凈化的多孔鋁硅酸鹽礦物）檢測水中的有毒鉛。該團(tuán)隊(duì)的新一步技術(shù)可以快速檢測低至1.248ppb的鉛濃度，可以擴(kuò)展到其他重金屬。

鉛會(huì)給人類帶來嚴(yán)重的健康問題，并對環(huán)境造成危害。它與汞、砷、鉻和鎘一起，是水中五種最常見的重金屬污染物之一。盡管存在許多用于檢測它的高靈敏度光譜法和光譜技術(shù)，但大多數(shù)需要精密儀器和復(fù)雜的樣品制備方法。

沸石是由鋁、氧、硅和鈉、鉀和鎂等堿金屬或堿土金屬制成的空心三維結(jié)構(gòu)。它們包含大的、規(guī)則排列的微米大小的孔，可以吸收水分并從中去除重金屬離子，這要?dú)w功于一種稱為離子交換的機(jī)制，當(dāng)溶液中的一種離子與另一種離子進(jìn)行可逆交換時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。相同的電荷。沸石的孔隙也成為理想的“籠子”，可在其中穩(wěn)定地隔離亞納米級金屬簇。

由于電子可以輕松地從金屬簇內(nèi)的一個(gè)離散能級跳到另一個(gè)能級，這些“金屬交換”沸石成為高效的光發(fā)射器。因此，它們已經(jīng)具有用于環(huán)境監(jiān)測的快速、高靈敏度光學(xué)傳感器等應(yīng)用。然而，直到瓜納華托的CentrodeInvestigaciónesenóptica的EduardoCoutino-Gonzalez及其同事開始為此目的利用沸石的離子交換特性，沸石才被用于檢測有毒金屬離子。

研究人員使用含有不同濃度（0.001、0.005、0.01、0.05和0.1M）鉛(Pb)的醋酸鉛水溶液制造了他們的金屬交換沸石。然后他們通過將結(jié)構(gòu)加熱到450°C來熱激活這些結(jié)構(gòu)。該過程通過鉛離子的還原和遷移在沸石內(nèi)產(chǎn)生熒光鉛簇。在一系列光致發(fā)光測量（《物理學(xué)雜志：光子學(xué)》）中，Coutino-Gonzalez及其同事發(fā)現(xiàn)，材料發(fā)出的光強(qiáng)度很大程度上取決于被分析樣品中鉛的濃度。值得注意的是，他們在低鉛濃度下觀察到最大發(fā)射強(qiáng)度。他們說，這表明鉛交換沸石可制成高效且高度靈敏的Pb?2+離子熒光傳感器。

與用于定量檢測鉛離子的傳統(tǒng)分析技術(shù)相比，這種新的方法提供了一種更簡單、更便宜和更快的方法來檢測水中濃度非常低的鉛離子，與其他開發(fā)的熒光化學(xué)傳感器不同，該團(tuán)隊(duì)的方法只需要一個(gè)步驟。沸石用作吸附劑來限制鉛離子，同時(shí)用作支架將鉛離子轉(zhuǎn)化為高度發(fā)光的鉛簇。

當(dāng)前，研究人員現(xiàn)在計(jì)劃通過測試更低的鉛濃度，并將他們的結(jié)果與使用現(xiàn)有技術(shù)獲得的結(jié)果進(jìn)行比較來探索他們方法的局限性。另外，研究人員還將嘗試檢測水中不同類型的重金屬離子，并研究其他沸石骨架，例如天然沸石，其將進(jìn)一步降低基于這些結(jié)構(gòu)傳感器的成本。