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,重金屬離子都是嚴重的污染物。因為重金屬離子不能在自然界中降解、轉變而消失,所以治理十分困難。為此找到一種能夠快速準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。雖然就檢測結果的準確性而言這些方法都有優(yōu)勢,但檢測過程往往是紛繁復雜,并且價格昂貴,檢測周期較長,已經(jīng)不能適應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,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。本論文以實驗和計算機模擬相結合,研究了金、銀納米顆粒對重金屬離子的識別作用,為實現(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,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,對Cr6+的最低檢測為2μM;pH=11.0時,銀納米...
【文章來源】:揚州大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學位級別】: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]。拉曼光譜在物質的分析檢測中發(fā)揮著重要作用,這是因??為拉曼譜線的強度、位移甚至是數(shù)目等都能反映物質結構的相關信息,而且拉曼光譜的分??析方法具有操作簡單、誤差小、靈敏度高、測定時間短等顯著優(yōu)點。但是,拉曼光譜的強??度太弱限制/它的應用。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,進而導致??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,??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??構。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??結構,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??強的金屬離子配體,能與Mn2+絡合,從而導致AgNPs聚集變色。??il?'hWI'2,亡,?'a?;?C?W;?;■?;?i??
【參考文獻】:
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. 2017(01)
[2]Materials Studio軟件在分子模擬課程教學中的應用[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性能研究(英文)[J]. 徐宏妍,薛晨陽,張強,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技術研究[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)境學報. 2013(10)
[5]中國大氣重金屬污染研究進展與趨勢[J]. 姚琳,廖欣峰,張海洋,凌晨,于志勇. 環(huán)境科學與管理. 2012(09)
[6]苝酰亞胺衍生物的合成及其應用進展[J]. 徐業(yè)偉,朱方華,張林. 材料導報. 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. 化學學報. 2006(08)
[9]苝四羧酸鈰在TiO2納米晶膜上的光電轉化性質[J]. 黃春輝,李富友,楊術明,翁詩甫,付小藝,吳念祖,奎熱西,劉鳳琴,錢海杰. 中國科學(B輯 化學). 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研究[D]. 孫娟娟.山東師范大學 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 2009
本文編號:3209312
【文章來源】:揚州大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學位級別】: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]。拉曼光譜在物質的分析檢測中發(fā)揮著重要作用,這是因??為拉曼譜線的強度、位移甚至是數(shù)目等都能反映物質結構的相關信息,而且拉曼光譜的分??析方法具有操作簡單、誤差小、靈敏度高、測定時間短等顯著優(yōu)點。但是,拉曼光譜的強??度太弱限制/它的應用。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,進而導致??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,??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??構。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??結構,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??強的金屬離子配體,能與Mn2+絡合,從而導致AgNPs聚集變色。??il?'hWI'2,亡,?'a?;?C?W;?;■?;?i??
【參考文獻】:
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. 2017(01)
[2]Materials Studio軟件在分子模擬課程教學中的應用[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性能研究(英文)[J]. 徐宏妍,薛晨陽,張強,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技術研究[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)境學報. 2013(10)
[5]中國大氣重金屬污染研究進展與趨勢[J]. 姚琳,廖欣峰,張海洋,凌晨,于志勇. 環(huán)境科學與管理. 2012(09)
[6]苝酰亞胺衍生物的合成及其應用進展[J]. 徐業(yè)偉,朱方華,張林. 材料導報. 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. 化學學報. 2006(08)
[9]苝四羧酸鈰在TiO2納米晶膜上的光電轉化性質[J]. 黃春輝,李富友,楊術明,翁詩甫,付小藝,吳念祖,奎熱西,劉鳳琴,錢海杰. 中國科學(B輯 化學). 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研究[D]. 孫娟娟.山東師范大學 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 2009
本文編號:3209312
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