發(fā)布時間：2020-11-14 03:22

　　 TiO2納米管作為一種新型的二氧化鈦材料,其主要在傳感器、染料敏化太陽能電池、光電催化和光催化等領(lǐng)域有比較多的應用,在環(huán)境領(lǐng)域的應用主要是光電催化和光催化等方面�；赥iO2納米管比TiO2納米顆粒具有更大的比表面積,應具有更強的吸附能力。高度有序的TiO2納米管陣列是近年來發(fā)展起來的一種TiO2新型材料,具有比TiO2納米管顆粒更好的理化性質(zhì)、更大的比表面積,TiO2納米管與基底直接相連,結(jié)合非常牢固,不易脫落。TiO2納米管陣列排列有序,不易團聚。為應用的穩(wěn)定性及其回收利用奠定了比較好的基礎(chǔ),受到了國內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。但是它們在環(huán)境分析化學方面的應用非常少,基于其獨特的理化性質(zhì),在環(huán)境領(lǐng)域理應發(fā)揮更大的作用,尤其是在環(huán)境污染物的高效富集與檢測方面,應該具有更好的應用前景。 本文在大量文獻的基礎(chǔ)上采用TiO2納米管及其陣列開發(fā)了系列環(huán)境污染物的痕量分析檢測方法,提出了微固相平衡萃取(μSPEE)技術(shù),并初步研究了TiO2納米管陣列對典型環(huán)境污染物的吸附機制。論文從總體上可分為四部分： 第一部分綜述了固相萃取與TiO2納米管的研究進展。 第二部分對TiO2納米管作為萃取有機磷和苯甲酰脲殺蟲劑的固相萃取吸附劑的可行性進行了探索。以毒死蜱、甲拌磷和甲基對硫磷作為研究對象,以正己烷作為洗脫劑,以氣相色譜火焰光度檢測作為分析手段,建立了以TiO2納米管作為固相萃取劑檢測環(huán)境水樣中毒死蜱、甲拌磷和甲基對硫磷的靈敏方法。研究結(jié)果表明,TiO2納米管可以實現(xiàn)對毒死蜱、甲拌磷和甲基對硫磷的高效富集,方法的檢測限對毒死蜱、甲拌磷和甲基對硫磷分別為0.11、0.014、0.0025μg L-1,環(huán)境水樣分析的加標回收率在86.5%-115.1%之間。TiO2納米管對除蟲脲、滅幼脲、殺鈴脲、氟蟲脲、氟啶脲等苯甲酰脲類殺蟲劑也展現(xiàn)了優(yōu)越的富集性能,與高效液相色譜聯(lián)用建立的方法檢測限在0.062-0.21μg L-1之間,對四種實際環(huán)境水樣分析,加標回收率在82-100.2%之間。 第三部分對TiO2納米管陣列作為高效吸附劑的可行性進行了探索,提出了一種新型的萃取方式一微固相平衡萃取。以典型環(huán)境污染物聯(lián)苯菊酯、甲氰菊酯、三氟氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯等擬除蟲菊酯類殺蟲劑、六六六、DDT及其代謝產(chǎn)物、多氯聯(lián)苯作為目標物,采用微固相平衡萃取考察了TiO2納米管陣列的吸附性能,建立了相應的靈敏分析方法,并用實際水樣進行了方法驗證。研究結(jié)果表明,TiO2納米管陣列對擬除蟲菊酯類殺蟲劑、六六六、DDT及其代謝產(chǎn)物、多氯聯(lián)苯均具有很好的吸附性能,建立的方法對擬除蟲菊酯類殺蟲劑的檢測限在0.018-0.070μgL-1,實際水樣加標回收率在81.9-110.6%；六六六和DDT及其代謝產(chǎn)物的檢測限在0.0076-0.10μg L-1,環(huán)境水樣的加標回收率在78-102.8%；多氯聯(lián)苯的檢測限在0.02-0.10μg L-1,實際水樣的加標回收率在95.8-110.5%。 第四部分采用陽離子表面活性劑十六烷基三甲胺對TiO2納米管陣列進行了修飾,研究發(fā)現(xiàn)用陽離子表面活性劑十六烷基三甲胺修飾過的TiO2納米管陣列對多環(huán)芳烴有很強的吸附性能,多環(huán)芳烴能定量的被吸附在修飾過的TiO2納米管陣列片上,實現(xiàn)高效富集。將微固相平衡萃取與高效液相色譜聯(lián)用建立了多環(huán)芳烴的痕量分析方法,檢測限在0.026-0.82μgL-1,實際環(huán)境水樣的加標回收率在75.0-114%之間。以芘和熒蒽作為代表性物質(zhì),初步研究了它們的吸附等溫線,對其在TiO2納米管陣列上的吸附機制進行了初步探討。
【學位單位】：河南師范大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2011
【中圖分類】：X830.2;O614.411
【部分圖文】：

基的功能性作用以及氫鍵的相互作用，也是不可忽視的。然而，不同的目標分析物和不同的材料吸附劑有不同的吸附機理。本實驗中，為了得到高的吸附效率，我們對樣品溶液的pH值在4.0一8.0的范圍內(nèi)進行了考察，結(jié)果見圖2一2，由圖可明顯看到當樣品溶液pH值為t6.0時，毒死蜂、甲拌磷和甲基對硫磷獲得了滿意的回收率，在低pH值和高pH值時，回收率都低于 pH6.0時的回收率。從整個實驗來看，這三種有機磷殺蟲劑是靠范德華力以物理吸附的方式吸附在TIO:納米管表面，很容易從Tio:納米管表面解吸下來，并且這三種目標物在弱酸性和中性條件下穩(wěn)定，在堿性環(huán)境中不穩(wěn)定，因此，在后面的實驗中我們選擇樣品溶液的酸度為 pH6.0。

樣品溶液流速是影響富集效率的又一個重要因素。在本實驗中，因為Tio:納米管的粒徑很小，無法達到更大的流速。我們考察了樣品溶液流速在1.0一 2.5mLmin一’范圍內(nèi)對富集效率的影響，結(jié)果(見圖2一3)顯示在此流速范圍內(nèi)流速對富集效率沒有明顯影響，因此我們選擇最大流速 2.5mLmin一’作為實驗的樣品溶液流速。.—.—.—.一.一一一chfo甲 yrifosss一一一 Phorateee一一‘一 Parathionmethylll刁TJlee|||||||月 eeeses|eses﹁0﹄U曰八︺n︺八U八U勺‘n︸乃八尹O竹月，‘...且....月︵歲︶己。>00。洲 VolumeofsamPle(mL)圖2一3樣品溶液流速的影響

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【參考文獻】

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本文編號：2883013