【摘要】：環(huán)境樣品的痕量及超痕量元素的分析對(duì)環(huán)境科學(xué)以及環(huán)境地球化學(xué)方面的研究具有積極作用。但是,目前環(huán)境科學(xué)和環(huán)境地球化學(xué)研究中,缺乏準(zhǔn)確、可靠及靈敏的痕量及超痕量元素分析方法常常制約相關(guān)研究的深入進(jìn)行。因此,開發(fā)新型、高效和簡單的元素分析法并應(yīng)用于環(huán)境中痕量及超痕量元素的分析測(cè)定具有重要意義。紫外光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生(UV-PVG)是利用低分子質(zhì)量有機(jī)酸在紫外光輻射下光解產(chǎn)生強(qiáng)還原性/強(qiáng)氧化性自由基將目標(biāo)分析物轉(zhuǎn)化成蒸氣形式引入原子光譜進(jìn)行檢測(cè)的進(jìn)樣方法,該方法不但具有進(jìn)樣效率高、基體干擾小等優(yōu)點(diǎn),還擁有操作簡單、綠色環(huán)保以及經(jīng)濟(jì)節(jié)約等優(yōu)勢(shì)。碲(Te)是一種對(duì)人體有害的元素,可以造成人體內(nèi)不同器官的衰竭。Te因其光電性能和熱導(dǎo)性等優(yōu)異性質(zhì),被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。碲的廣泛應(yīng)用增加了人類接觸到碲的可能性,從而可能對(duì)人類的健康造成威脅。砷(As)是一種有毒、具有致癌性的元素,可以導(dǎo)致人體皮膚、肺部、肝臟以及膀胱等部位的癌變。1993年,世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定飲用水中As的含量不能超過10μg L~(-1)。因此,環(huán)境樣品中的Te和As的準(zhǔn)確分析測(cè)試具有很重要的意義。本論文的研究工作將建立使用過渡金屬離子/光催化劑作為增敏劑的新型光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生體系,用于測(cè)定環(huán)境樣品中的碲元素和砷元素。具體工作包括以下兩個(gè)部分:(1)由于在傳統(tǒng)的光誘導(dǎo)蒸氣發(fā)聲體系中Te的蒸氣發(fā)生效率低,限制了紫外光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生對(duì)環(huán)境樣品中痕量及超痕量Te的分析應(yīng)用。過渡金屬離子可以大大提高紫外光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生的效率。光催化劑nano-TiO_2也可以有效提高Se(VI)的蒸氣發(fā)生效率,在紫外光輻射下,nano-TiO_2可以產(chǎn)生光生電子,將Se(VI)還原后轉(zhuǎn)化為其揮發(fā)性形態(tài)。而采用短波長紫外光(254 nm和185 nm)輻射可以有效提高nano-TiO_2的光催化效率,增加揮發(fā)性有機(jī)化合物的生成效率。因此,本研究發(fā)展了一種基于鐵離子和nano-TiO_2協(xié)同作用的Te的高效紫外光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生方法。在該體系中鐵離子可大大增加Te(IV)的光化學(xué)還原效率,而nano-TiO_2則可在進(jìn)一步提高Te(IV)的光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生效率的同時(shí)并將Te(VI)還原為Te(IV)。相比傳統(tǒng)的Te氫化發(fā)生方法,該技術(shù)可以直接應(yīng)用于Te的總量分析,有效降低樣品預(yù)還原過程中分析物的損失和污染的可能性。該方法成功的應(yīng)用于水系沉積物、自來水、湖水以及河水中Te的測(cè)定。本研究首次報(bào)道了過渡金屬離子和nano-TiO_2在光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生法中的協(xié)同增敏作用,這一技術(shù)有望應(yīng)用于其他元素的光有道化學(xué)蒸氣發(fā)生及其分析應(yīng)用。(2)過渡金屬離子可效提高元素的紫外光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生效率。但是,目前對(duì)于過渡金屬離子作為增敏劑提高紫外光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生體系效率的研究還比較少,而相關(guān)的研究對(duì)了解元素在自然環(huán)境中的光化學(xué)還原過程及其在分析中的相關(guān)應(yīng)用具有積極的意義。因此,本研究發(fā)展了新型的基于鈷離子增敏的As的光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生體系。該紫外光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生體系中,加入30μg mL~(-1)Co(II)可有效提高As揮發(fā)物的生成效率,增敏可達(dá)72倍,Co(II)的加入還可以加快As的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程。在該體系中溶液的pH對(duì)As的揮發(fā)物的生成效率影響較大,當(dāng)溶液pH為3時(shí)As的光誘導(dǎo)蒸氣發(fā)生效率最高。在最優(yōu)條件下,該方法的檢出限可達(dá)4 ng L~(-1),具有靈敏度高和精密度高等優(yōu)點(diǎn)。該方法有望用于環(huán)境樣品中痕量/超痕量As的測(cè)定。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X142
【圖文】：

光化學(xué)是在可見光或紫外光的影響下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)光化學(xué)的第一定律，光必須被化合物吸收才能引發(fā)光化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生(Sturgeon,2017)。在自然界中，太陽光可以使環(huán)境中某些元素發(fā)生氧化還原反應(yīng)或烷基化反應(yīng)（As、Hg(Amyot et al., 1994 ;Pehkonen and Lin, 1998 ;Zhang and Lindberg, 2001 ;G rdfeldtandJonsson,2003)、Br(Swansonetal.,2002)、I(MooreandZafiriou,1994;Swansonet al., 2002)、以及 S (Watts, 2000)等），從而影響這些元素在自然界中的遷移和循環(huán)。此外，科學(xué)家們正在應(yīng)用光化學(xué)反應(yīng)解決我們生活中和科研過程中所面臨的問題。例如，光化學(xué)反應(yīng)在降解工業(yè)廢水中有機(jī)物和重金屬等污染物的過程中發(fā)揮著重要的作用(Chong et al., 2010)，在元素分析領(lǐng)域光化學(xué)也有著廣泛的應(yīng)用(Bendicho et al., 2010)。陽光照射在地球表面可能引發(fā)地表的礦物、植物殘余、土壤中的機(jī)質(zhì)和無機(jī)質(zhì)、地表水（水系沉積和溶解有機(jī)質(zhì)）以及大氣等體系之間發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)(Doane,2017)，從而引起元素在自然界的遷移循環(huán)，如圖 1-1 所示。

圖 1-2 光化學(xué)在元素分析領(lǐng)域的應(yīng)用(Bendicho et al., 2010)光學(xué)過程在自然界中廣泛存在，并且在元素在自然界的遷移循環(huán)過程中扮演著重要的角色。紫外光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生是光化學(xué)過程應(yīng)用的一部分。進(jìn)一步了解紫外光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生的機(jī)理可以有利于擴(kuò)大紫外光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生的應(yīng)用范圍，例如研究紫外光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生烷基化對(duì)環(huán)境的影響，有利于將有毒金屬或準(zhǔn)金屬轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性和毒性較小的物質(zhì)（如將 Se（IV）轉(zhuǎn)化為 DMSe），從而可通過天然或人造光化學(xué)過程對(duì)受污染的土壤和水體進(jìn)行修復(fù)和降解。此外，如今在環(huán)境科學(xué)和環(huán)境地球化學(xué)研究中，缺乏準(zhǔn)確、可靠及靈敏的痕量及超痕量元素分析方法常常制約相關(guān)研究的深入進(jìn)行，因此開發(fā)新型、高效和簡單的紫外光誘導(dǎo)化學(xué)蒸氣發(fā)生法并應(yīng)用于環(huán)境樣品的痕量及超痕量元素的分析將對(duì)環(huán)境科學(xué)以及環(huán)境地球化學(xué)方面的研究具有積極作用。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平及發(fā)展趨勢(shì)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 GAO Ying;LIU Rui;YANG Lu;;Application of chemical vapor generation in ICP-MS:A review[J];Chinese Science Bulletin;2013年17期

本文編號(hào)：2725954