苝酰亞胺功能化的金/銀納米顆粒對重金屬離子的可視化識別研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-01 00:46
對于生態(tài)環(huán)境而言,無論是空氣、水源還是土壤,重金屬離子都是嚴(yán)重的污染物。因?yàn)橹亟饘匐x子不能在自然界中降解、轉(zhuǎn)變而消失,所以治理十分困難。為此找到一種能夠快速準(zhǔn)確的檢測出重金屬離子的方法是一件迫在眉睫的事情。目前比較成熟的檢測重金屬離子的方法都需要大型儀器配合。雖然就檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性而言這些方法都有優(yōu)勢,但檢測過程往往是紛繁復(fù)雜,并且價(jià)格昂貴,檢測周期較長,已經(jīng)不能適應(yīng)人們對日益上升的環(huán)境治理問題的要求。研究發(fā)現(xiàn),納米顆粒的顏色與其粒徑、形貌以及聚集狀態(tài)有關(guān),以納米顆粒作為可視化檢測試劑檢測重金屬離子是一種全新的思路。本論文以實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬相結(jié)合,研究了金、銀納米顆粒對重金屬離子的識別作用,為實(shí)現(xiàn)對重金屬離子的快速、簡便的識別提供了理論依據(jù)。本論文工作主要分為以下三個(gè)方面:1)以賴氨酸修飾的苝酰亞胺(LPL)為功能化試劑,在不同pH值(10.0、11.0、12.0、12.6)下制備了粒徑約7nm的銀納米顆粒(AgNPs)。在pH=12.6時(shí),銀納米顆粒對Cr6+有著特異性的識別能力,最低檢測濃度為100nM;pH值降低至12.0時(shí),對Cr6+的最低檢測為2μM;pH=11.0時(shí),銀納米...
【文章來源】:揚(yáng)州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1.不同尺寸的AgNPs的照片及其SPR吸收峰???表面增強(qiáng)拉曼散射:拉曼散射指由于樣品在激發(fā)條件下,分子、晶格振動而產(chǎn)生的非??
?〇〇〇??又/?nm??圖1-1.不同尺寸的AgNPs的照片及其SPR吸收峰???表面增強(qiáng)拉曼散射:拉曼散射指由于樣品在激發(fā)條件下,分子、晶格振動而產(chǎn)生的非??彈性散射,使得被散射光波頻率發(fā)生改變的現(xiàn)象。印度物理學(xué)家拉曼于1928年首先發(fā)現(xiàn)??了這一現(xiàn)象,遂被命名為拉曼[2G]。拉曼光譜在物質(zhì)的分析檢測中發(fā)揮著重要作用,這是因??為拉曼譜線的強(qiáng)度、位移甚至是數(shù)目等都能反映物質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息,而且拉曼光譜的分??析方法具有操作簡單、誤差小、靈敏度高、測定時(shí)間短等顯著優(yōu)點(diǎn)。但是,拉曼光譜的強(qiáng)??度太弱限制/它的應(yīng)用。1974年,英國的Fleischme、Hendra和McQuillan等人通過測定??銀電極表面的單分子層吡啶,發(fā)現(xiàn)由此得到的拉曼信號大大的增強(qiáng)了。在后來的深入研究??中發(fā)現(xiàn)
。??除了使用未改性的Au/AgNPs外,對改性金銀納米顆粒的研究更為廣泛而深入。這種方??法使用的是對某一種或者多種金屬離子有特殊響應(yīng)的分子、離子作為改性材料,修飾在納??米顆粒的表面。待檢測金屬離子加入后會與納米顆粒表面的改性材料作用,進(jìn)而導(dǎo)致??AuNPs聚集、變色。例如Wu?Ai-Guo課題組[29]和Li?Haibing課題組[3Q]分別以三聚磷酸鹽??(P3〇u)5_)和環(huán)糊精-類金剛烷(P-CD-ADM)作為改性分子檢測水溶液中的Mn2+,檢測??過程如圖1-3所示。Wu?Ai-Guo課題組利用P301Q5-可以與Mn2+配位形成螯合物這一特點(diǎn),??將P3O105—修飾到AgNPs表面,制備出P3O105--AgNPs。加入Mn2+后,P3O105-與Mn2+配位從??而將分散的AgNPs橋連,最終使得AgNPs聚集,溶膠顏色變紅。Li?Haibing課題組首先制??備了?P-CD-AgNPs,其中P-CD是一種很好的主體分子,可以與許多客體分子形成主客體結(jié)??構(gòu)。在LiHaibing的工作中使用了類金剛烷分子(ADM,如圖l-3b)與(3-CD形成主客體??結(jié)構(gòu),使得p-CD-AgNPs發(fā)生自組裝形成(3-CD-ADM-AgNPs。ADM中的鏈狀偶氮冠醚很??強(qiáng)的金屬離子配體,能與Mn2+絡(luò)合,從而導(dǎo)致AgNPs聚集變色。??il?'hWI'2,亡,?'a?;?C?W;?;■?;?i??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國部分省會城市PM2.5中重金屬水平及影響因素分析[J]. 汪浪,楊海龍,李曉燕. 環(huán)境化學(xué). 2017(01)
[2]Materials Studio軟件在分子模擬課程教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 李映圖,喬智威,李理波,周健. 廣州化工. 2016(21)
[3]不同形貌尺寸金納米顆粒的制備及其光學(xué)性能研究(英文)[J]. 徐宏妍,薛晨陽,張強(qiáng),王慧娟,袁艷玲,孫東,熊繼軍. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2014(01)
[4]農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復(fù)技術(shù)研究[J]. 樊霆,葉文玲,陳海燕,魯洪娟,張穎慧,李定心,唐子陽,馬友華. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2013(10)
[5]中國大氣重金屬污染研究進(jìn)展與趨勢[J]. 姚琳,廖欣峰,張海洋,凌晨,于志勇. 環(huán)境科學(xué)與管理. 2012(09)
[6]苝酰亞胺衍生物的合成及其應(yīng)用進(jìn)展[J]. 徐業(yè)偉,朱方華,張林. 材料導(dǎo)報(bào). 2010(21)
[7]Phytoremediation of heavy metal polluted soils and water:Progresses and perspectives[J]. Mohammad Iqbal LONE,Peter J.STOFFELLA. Journal of Zhejiang University(Science B:An International Biomedicine & Biotechnology Journal). 2008(03)
[8]不同氟取代基對苝酰亞胺電子遷移率的影響[J]. 施敏敏,陳紅征,汪茫. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2006(08)
[9]苝四羧酸鈰在TiO2納米晶膜上的光電轉(zhuǎn)化性質(zhì)[J]. 黃春輝,李富友,楊術(shù)明,翁詩甫,付小藝,吳念祖,奎熱西,劉鳳琴,錢海杰. 中國科學(xué)(B輯 化學(xué)). 2001(02)
碩士論文
[1]幾種水溶性的苝酰亞胺化合物的合成及性質(zhì)研究[D]. 孫娟娟.山東師范大學(xué) 2010
[2]苝酰亞胺類可溶性耐候噴墨染料的研究[D]. 鄒德新.大連理工大學(xué) 2009
本文編號:3209312
【文章來源】:揚(yáng)州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1.不同尺寸的AgNPs的照片及其SPR吸收峰???表面增強(qiáng)拉曼散射:拉曼散射指由于樣品在激發(fā)條件下,分子、晶格振動而產(chǎn)生的非??
?〇〇〇??又/?nm??圖1-1.不同尺寸的AgNPs的照片及其SPR吸收峰???表面增強(qiáng)拉曼散射:拉曼散射指由于樣品在激發(fā)條件下,分子、晶格振動而產(chǎn)生的非??彈性散射,使得被散射光波頻率發(fā)生改變的現(xiàn)象。印度物理學(xué)家拉曼于1928年首先發(fā)現(xiàn)??了這一現(xiàn)象,遂被命名為拉曼[2G]。拉曼光譜在物質(zhì)的分析檢測中發(fā)揮著重要作用,這是因??為拉曼譜線的強(qiáng)度、位移甚至是數(shù)目等都能反映物質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息,而且拉曼光譜的分??析方法具有操作簡單、誤差小、靈敏度高、測定時(shí)間短等顯著優(yōu)點(diǎn)。但是,拉曼光譜的強(qiáng)??度太弱限制/它的應(yīng)用。1974年,英國的Fleischme、Hendra和McQuillan等人通過測定??銀電極表面的單分子層吡啶,發(fā)現(xiàn)由此得到的拉曼信號大大的增強(qiáng)了。在后來的深入研究??中發(fā)現(xiàn)
。??除了使用未改性的Au/AgNPs外,對改性金銀納米顆粒的研究更為廣泛而深入。這種方??法使用的是對某一種或者多種金屬離子有特殊響應(yīng)的分子、離子作為改性材料,修飾在納??米顆粒的表面。待檢測金屬離子加入后會與納米顆粒表面的改性材料作用,進(jìn)而導(dǎo)致??AuNPs聚集、變色。例如Wu?Ai-Guo課題組[29]和Li?Haibing課題組[3Q]分別以三聚磷酸鹽??(P3〇u)5_)和環(huán)糊精-類金剛烷(P-CD-ADM)作為改性分子檢測水溶液中的Mn2+,檢測??過程如圖1-3所示。Wu?Ai-Guo課題組利用P301Q5-可以與Mn2+配位形成螯合物這一特點(diǎn),??將P3O105—修飾到AgNPs表面,制備出P3O105--AgNPs。加入Mn2+后,P3O105-與Mn2+配位從??而將分散的AgNPs橋連,最終使得AgNPs聚集,溶膠顏色變紅。Li?Haibing課題組首先制??備了?P-CD-AgNPs,其中P-CD是一種很好的主體分子,可以與許多客體分子形成主客體結(jié)??構(gòu)。在LiHaibing的工作中使用了類金剛烷分子(ADM,如圖l-3b)與(3-CD形成主客體??結(jié)構(gòu),使得p-CD-AgNPs發(fā)生自組裝形成(3-CD-ADM-AgNPs。ADM中的鏈狀偶氮冠醚很??強(qiáng)的金屬離子配體,能與Mn2+絡(luò)合,從而導(dǎo)致AgNPs聚集變色。??il?'hWI'2,亡,?'a?;?C?W;?;■?;?i??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國部分省會城市PM2.5中重金屬水平及影響因素分析[J]. 汪浪,楊海龍,李曉燕. 環(huán)境化學(xué). 2017(01)
[2]Materials Studio軟件在分子模擬課程教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 李映圖,喬智威,李理波,周健. 廣州化工. 2016(21)
[3]不同形貌尺寸金納米顆粒的制備及其光學(xué)性能研究(英文)[J]. 徐宏妍,薛晨陽,張強(qiáng),王慧娟,袁艷玲,孫東,熊繼軍. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2014(01)
[4]農(nóng)田土壤重金屬污染狀況及修復(fù)技術(shù)研究[J]. 樊霆,葉文玲,陳海燕,魯洪娟,張穎慧,李定心,唐子陽,馬友華. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2013(10)
[5]中國大氣重金屬污染研究進(jìn)展與趨勢[J]. 姚琳,廖欣峰,張海洋,凌晨,于志勇. 環(huán)境科學(xué)與管理. 2012(09)
[6]苝酰亞胺衍生物的合成及其應(yīng)用進(jìn)展[J]. 徐業(yè)偉,朱方華,張林. 材料導(dǎo)報(bào). 2010(21)
[7]Phytoremediation of heavy metal polluted soils and water:Progresses and perspectives[J]. Mohammad Iqbal LONE,Peter J.STOFFELLA. Journal of Zhejiang University(Science B:An International Biomedicine & Biotechnology Journal). 2008(03)
[8]不同氟取代基對苝酰亞胺電子遷移率的影響[J]. 施敏敏,陳紅征,汪茫. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2006(08)
[9]苝四羧酸鈰在TiO2納米晶膜上的光電轉(zhuǎn)化性質(zhì)[J]. 黃春輝,李富友,楊術(shù)明,翁詩甫,付小藝,吳念祖,奎熱西,劉鳳琴,錢海杰. 中國科學(xué)(B輯 化學(xué)). 2001(02)
碩士論文
[1]幾種水溶性的苝酰亞胺化合物的合成及性質(zhì)研究[D]. 孫娟娟.山東師范大學(xué) 2010
[2]苝酰亞胺類可溶性耐候噴墨染料的研究[D]. 鄒德新.大連理工大學(xué) 2009
本文編號:3209312
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