日常生活中的金屬離子無處不在,通常會通過皮膚滲透或誤食等途徑進入生物體內(nèi),過量沉積將會引起各種疾病,甚至威脅生命。目前的各種傳統(tǒng)檢測方法如色譜法、光譜法及電化學方法等,由于需要專門的儀器設備或樣品制備復雜等缺點在實際應用中受到一定的限制。近年來,光子晶體材料由于其特殊的光學特性,在化學及生物傳感領域受到廣泛的關注。光子晶體的光子禁帶的可調(diào)控性及其慢光子效應增強熒光的特性為高效簡便檢測金屬離子提供了很好的思路。本文首先通過把光子晶體的禁帶可調(diào)控性與聚（丙烯酸-丙烯酰胺）水凝膠體積相轉(zhuǎn)變相結(jié)合,利用水凝膠上化學修飾的功能分子與金屬離子專一作用引起水凝膠體積變化,從而導致光子晶體微球間距發(fā)生變化,致使光子禁帶移動,水凝膠薄膜顏色也相應變化的特性,制備了高選擇性、高靈敏、可視化檢測金屬離子的光子晶體水凝膠薄膜。其次,利用光子晶體慢光子效應增強熒光的特性,結(jié)合反蛋白石光子晶體的三維大孔網(wǎng)絡貫穿結(jié)構(gòu),通過填充與目標金屬離子具有專一絡合作用的有機小分子,制備得到了高靈敏度、高選擇性、可逆、快速檢測金屬離子的光子晶體熒光薄膜,實現(xiàn)了對生活中金屬離子的高效檢測。具體內(nèi)容如下:1.通過豎直沉積法及“三明治... 

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    引言
    1.1 金屬離子的檢測
    1.2 薄膜傳感器檢測金屬離子
        1.2.1 基于金屬納米材料的傳感薄膜
        1.2.2 聚合物基傳感薄膜
        1.2.3 基于無機氧化物納米粒子的傳感薄膜
    1.3 光子晶體薄膜檢測金屬離子
        1.3.1 基于光子晶體固體薄膜的金屬離子檢測
            1.3.1.1 分光光度法
            1.3.1.2 熒光法
        1.3.2 基于光子晶體水凝膠薄膜的金屬離子檢測
            1.3.2.1 分光光度法
            1.3.2.2 熒光法
    1.4 本論文的研究目的及內(nèi)容
第二章 可視化檢測Fe~(3+)的光子晶體水凝膠傳感薄膜
    引言
    2.1 實驗部分
        2.1.1 實驗儀器及試劑
            2.1.1.1 實驗儀器
            2.1.1.2 實驗試劑
        2.1.2 聚苯乙烯光子晶體的制備
        2.1.3 多巴胺修飾的光子晶體水凝膠的制備
            2.1.3.1 前驅(qū)液的制備
            2.1.3.2 光子晶體水凝膠的制備
            2.1.3.3 多巴胺修飾的光子晶體水凝膠的制備
        2.1.4 金屬離子儲備液的制備
        2.1.5 響應性測試
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 材料表征
            2.2.1.1 形貌表征
            2.2.1.2 反射光譜表征
            2.2.1.3 接觸角表征
        2.2.2 Fe~(3+)的檢測
            2.2.2.1 多巴胺濃度對Hyl-PC_(200)膜體積溶脹的影響
            2.2.2.2 檢測靈敏度
            2.2.2.3 時間響應
            2.2.2.4 選擇性及抗干擾性
    2.3 本章小結(jié)
第三章 熒光檢測Fe~(3+)的RhM_(716)-SiO_2 IOPC光子晶體傳感薄膜
    引言
    3.1 實驗部分
        3.1.1 實驗儀器及試劑
            3.1.1.1 實驗儀器
            3.1.1.2 實驗試劑
        3.1.2 RhM_(716)的合成及表征
        3.1.3 SiO_2反蛋白石光子晶體薄膜的制備
        3.1.4 RhM_(716)-SiO_2 IOPC的制備
        3.1.5 Tris-HCl緩沖液及金屬離子溶液的制備
        3.1.6 響應性測試
        3.1.7 實際樣品處理
            3.1.7.1 YH水處理
            3.1.7.2 含鐵食物處理
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 材料表征
            3.2.1.1 形貌表征
            3.2.1.2 反射光譜表征
            3.2.1.3 接觸角表征
        3.2.2 Fe~(3+)的響應和機理
        3.2.3 條件優(yōu)化
            3.2.3.1 pH選擇
            3.2.3.2 光子晶體的選擇
            3.2.3.3 RhM_(716)填充量的優(yōu)化
        3.2.4 Fe~(3+)的檢測
            3.2.4.1 選擇性及抗干擾性
            3.2.4.2 靈敏度
            3.2.4.3 響應時間
            3.2.4.4 可逆性
        3.2.5 實際應用
            3.2.5.1 加標回收法測YH水中的Fe~(3+)
            3.2.5.2 檢測菠菜和紅棗中Fe~(3+)的含量
    3.3 本章小結(jié)
第四章 熒光檢測Hg~(2+)的RhM_(752)-SiO_2 IOPC光子晶體傳感薄膜
    引言
    4.1 實驗部分
        4.1.1 實驗儀器及試劑
            4.1.1.1 實驗儀器
            4.1.1.2 實驗試劑
        4.1.2 RhM_(752)的合成
        4.1.3 SiO_2 IOPC的制備
        4.1.4 RhM_(752)-SiO_2 IOPC傳感薄膜的制備
        4.1.5 Tris-HCl緩沖液及金屬離子溶液的制備
        4.1.6 響應性測試
        4.1.7 實際樣品處理
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 材料表征
            4.2.1.1 表面形貌
            4.2.1.2 反射光譜表征
        4.2.2 檢測機理
        4.2.3 條件優(yōu)化
            4.2.3.1 pH選擇
            4.2.3.2 光子晶體的選擇
            4.2.3.3 填充量的選擇
        4.2.4 Hg~(2+)的檢測
            4.2.4.1 選擇性及抗干擾性
            4.2.4.2 靈敏度
            4.2.4.3 時間響應性
            4.2.4.4 可逆性
        4.2.5 實際應用
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間取得的學術成果
    已發(fā)表論文
    攻讀學位期間的獲獎情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]鄰二氮菲法測定食品中鐵元素含量研究[J]. 張彬,張媛媛,鄭艷美.  石家莊學院學報. 2016(06)
[2]分光光度法測定菠菜中鐵的含量[J]. 周曉霞,馮雪,趙亞利.  河北化工. 2011(08)
[3]化妝品中汞含量及化妝品致汞中毒概況[J]. 楊萍,王瑾.  職業(yè)與健康. 2010(17)

碩士論文
[1]羅丹明基熒光/比色探針的合成及對水體中Fe3+的檢測[D]. 白童鹿.延安大學 2019



本文編號：3727606