本文關鍵詞：熒光和共振瑞利散射光譜法測定某些無機金屬離子的新方法研究

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【摘要】：科技進步給生活帶來極大方便,同時伴隨而來的是環(huán)境、食品安全問題,其中環(huán)境及食品中金屬離子的危害占據了重要的角色,選擇行之有效的金屬離子檢測方法對于生命科學、環(huán)境科學、自然科學意義重大。共振瑞利散射法(RRS)是上世紀90年代興起的一種新的分析測試手段,因其測試簡單、迅速方便、綠色環(huán)保等優(yōu)點而受到國內外科研工作者的青睞,共振瑞利散射法是體系在λex=λem的情況下,在熒光分光光度計進行操作。利用共振瑞利散射法測定金屬離子也已經是一種比較成熟的分析手段。本論文依據金屬離子的配陰離子與無機離子顯色劑及表面活性劑之間的相互作用,利用共振瑞利散射法及熒光法測定環(huán)境中的鋁、銅、銻、鎘、鋅等金屬離子,具體內容如下:(1)緒論部分主要介紹了金屬離子測定的重要性、常用的分析方法、共振瑞利散射的發(fā)展歷程及利用該方法測定金屬離子的研究進展;(2)利用共振瑞利散射法和熒光法建立了測定Al(Ⅲ)的新體系,在酸性介質中,以鋁試劑(ATA)、鉻天青S(CAS)為顯色劑,溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)為表面活性劑與金屬Al(Ⅲ)離子通過靜電引力及疏水作用力形成離子締合物從而引起體系的RRS強度增加,建立了測定Al(Ⅲ)的RRS法;同時,建立了以Al(Ⅲ)為催化劑,催化KBrO_3氧化桑色素(Morin)熒光猝滅的催化動力學熒光法,發(fā)現(xiàn)在一定的濃度范圍內,在最大波長處(λ_(ATA)=598.1nm,λ_(CAS)=670.7nm,λex/λem=466.6nm/555.3nm(Morin)),體系的散射強度、熒光強度分別與Al(Ⅲ)的濃度呈線性相關,三種體系的線性范圍分別為0.02~0.16μg·mL~(-1)(ATA),0.02~0.12μg·mL~(-1)(CAS),5~90ng·mL~(-1)(Morin),檢出限分別為1.78ng·mL~(-1)(ATA),0.94ng·mL~(-1)(CAS),1.64ng·mL~(-1)(Morin)。優(yōu)化了三種體系的最佳條件,考察了體系的離子干擾情況,初步探討了反應的機理,發(fā)現(xiàn)體系具有很好的穩(wěn)定性及選擇性,并對實際樣品進行了分析檢測,結果滿意;(3)基于Cu(Ⅱ)、甲基橙(MO)、CTMAB三者之間的相互作用形成離子締合物以及Cu(Ⅱ)對KIO_4氧化藏紅T(ST)具有催化作用,建立了兩種測定Cu(Ⅱ)的新體系。結果表明:在RRS法測定中,Cu(Ⅱ)、MO、CTMAB三者本身沒有或者具有很弱的散射峰,當三者在一起反應時形成體積較大的離子締合物導致體系的散射強度增大,在λ=592nm處出現(xiàn)的散射峰強度與線性范圍為0.02~0.10μg·mL~(-1)之間的Cu(Ⅱ)濃度成正比,檢出限為0.98ng·mL~(-1);在催化動力學熒光法中,體系在加入Cu(Ⅱ)后,在λ=580nm處的熒光強度明顯降低,且在2.50~32.50 ng·mL~(-1)范圍內Cu(Ⅱ)濃度與體系的lg(F_0/F)呈線性關系,對Cu(Ⅱ)的檢出限為0.17ng·mL~(-1)。兩種體系相比較,共振瑞利散射法有較寬的線性范圍,熒光法的檢測限更低,分析更為靈敏。實驗過程中,優(yōu)化了反應條件,探討反應強度與各物質之間的關系,并利用兩種體系對不同地段的黃河水、自來水、實驗室廢水進行分析測試,并做加標回收實驗,結果良好;(4)建立了Sb(Ⅲ)-KI-RhB、Sb(Ⅲ)-KIO4-NR兩種測定Sb(Ⅲ)的新體系,優(yōu)化了體系的反應條件,考察了其它離子對體系的干擾情況,探討了反應產物對于體系的最終影響,并對環(huán)境樣品進行分析檢測,重現(xiàn)性好,結果滿意。Sb(Ⅲ)-KI-RhB體系中Sb(Ⅲ)、KI、羅丹明B(RhB)在0.08 mol·L~(-1)的H_2SO_4介質中,因相互之間的靜電引力、分子間作用力、疏水作用力而形成三元離子締合物,引起體系的RRS水平升高,并在一定的Sb(Ⅲ)濃度范圍內與λ=623nm處的散射強度成正比,線性范圍為2.00×10-7~2.56×10-6mol·L~(-1),檢出限為1.89×10~(-8)mol·L~(-1);在Sb(Ⅲ)-KIO4-NR體系中,Sb(Ⅲ)的加入加速了KIO_4氧化中性紅(NR)的進行,在λ=638nm處熒光強度隨著Sb(Ⅲ)的不斷加入而逐漸減弱,且Sb(Ⅲ)的濃度在0.05~0.26μg·mL~(-1)的范圍內與lg(F_0/F)之間保持良好的線性關系,檢出限為0.016μg·mL~(-1)。實際樣品檢測中,體系表現(xiàn)出良好的抗干擾性及穩(wěn)定性,測定效果較好;(5)利用共振瑞利散射法(RRS)分別建立了測定Cd(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的新體系。在酸性介質及表面活性劑聚乙烯醇(PVA)存在的情況下,Cd(Ⅱ)、KI、亞甲基藍(MB)通過相互之間的靜電引力及疏水作用力形成三元離子締合物[CdI_4][MB]_2,Zn(Ⅱ)、KSCN、中性紅(NR)彼此也相互作用形成離子締合物[ZnSCN_4][NR]_2。由于締合物分子量的增大及疏水作用力的影響,體系的散射強度(λ_(MB)=592.6nm,λ_(NR)=594.5nm)增大并與兩種金屬離子在一定的線性范圍內成正比。線性范圍分別為8.00×10~(-8)~1.20×10-7mol·L~(-1)(MB)、0.05~0.50μg·mL~(-1)(NR),檢出限是3.90×10~(-8)mol·L~(-1)(MB)、1.9×10~(-5)μg·ml~(-1)(NR)�？疾炝斯泊嫖镔|對體系的干擾情況,探討了反應機理,優(yōu)化實驗條件,并應用于黃河水、合成水樣中的Cd(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)檢測,穩(wěn)定性好,效果極佳,加標回收率分別為98.9%~101.3%、96.4%~103.7%。
【關鍵詞】：共振瑞利散射光譜 熒光分析 無機離子顯色劑 金屬離子
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O657.3;X830
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-28
• 1.1 金屬離子測定的重要性及常用的分析方法12-19
• 1.1.1 金屬離子測定的重要性12-13
• 1.1.2 金屬離子測定常用的分析方法13-19
• 1.2 共振瑞利散射發(fā)展概述19-21
• 1.2.1 瑞利散射及共振瑞利散射19-21
• 1.2.2 共振非線性散射21
• 1.3 共振瑞利散射法測定金屬離子的研究進展21-26
• 1.4 本課題研究的內容及意義26-28
• 第二章 共振瑞利散射及熒光法測定痕量鋁(Ⅲ)28-45
• 2.1 Al(Ⅲ)-鋁試劑-CTMAB體系共振瑞利散射法測定痕量鋁29-33
• 2.1.1 實驗部分29
• 2.1.2 結果與討論29-32
• 2.1.3 反應機理探討32-33
• 2.1.4 方法的選擇性33
• 2.2 Al(Ⅲ)-CAS-C_2H_5OH-CTMAB體系共振瑞利散射法測定痕量鋁33-38
• 2.2.1 實驗部分33
• 2.2.2 結果與討論33-37
• 2.2.3 反應機理探討37
• 2.2.4 方法的選擇性37-38
• 2.3 溴酸鉀氧化桑色素動力學熒光法測定痕量鋁38-42
• 2.3.1 實驗部分38
• 2.3.2 結果與討論38-41
• 2.3.3 反應機理探討41-42
• 2.3.4 方法的選擇性42
• 2.4 數據結果分析42-43
• 2.5 樣品分析43
• 2.6 本章小結43-45
• 第三章 共振瑞利散射法及熒光法測定痕量Cu(Ⅱ)45-56
• 3.1 Cu(Ⅱ)-甲基橙-CTMAB體系共振瑞利散射法測定痕量銅45-50
• 3.1.1 實驗部分45-46
• 3.1.2 結果與討論46-49
• 3.1.3 反應的機理探討49-50
• 3.1.4 方法的選擇性50
• 3.2 高碘酸鉀氧化藏紅T催化動力學熒光法測定痕量銅50-54
• 3.2.1 實驗部分50
• 3.2.2 結果與討論50-53
• 3.2.3 反應機理探討53-54
• 3.2.4 方法的選擇性54
• 3.3 數據結果分析54-55
• 3.4 樣品分析55
• 3.5 本章小結55-56
• 第四章 共振瑞利散射法及熒光法測定痕量Sb(Ⅲ)56-66
• 4.1 Sb(Ⅲ)-KI-RhB體系共振瑞利散射法測定痕量銻56-61
• 4.1.1 實驗部分56-57
• 4.1.2 結果與討論57-59
• 4.1.3 反應的機理探討59-60
• 4.1.4 方法的選擇性60-61
• 4.2 高碘酸鉀氧化中性紅催化動力學熒光法測定痕量銻61-64
• 4.2.1 實驗部分61
• 4.2.2 結果與討論61-64
• 4.2.3 反應機理探討64
• 4.2.4 方法的選擇性64
• 4.3 數據結果分析64-65
• 4.4 樣品分析65
• 4.5 本章小結65-66
• 第五章 共振瑞利散射法測定痕量的Cd(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)66-76
• 5.1 Cd(Ⅱ)-KI-MB體系共振瑞利散射法測定痕量鎘66-71
• 5.1.1 實驗部分66-67
• 5.1.2 結果與討論67-69
• 5.1.3 反應機理探討69-70
• 5.1.4 方法的選擇性及其分析應用70-71
• 5.2 Zn(Ⅱ)-SCN-NR體系共振瑞利散射法測定痕量鋅71-75
• 5.2.1 實驗部分71
• 5.2.2 結果與討論71-74
• 5.2.3 反應機理探討74-75
• 5.2.4 方法的選擇性及其分析應用75
• 5.3 本章小結75-76
• 結論76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-88
• 攻讀學位期間的研究成果88

【參考文獻】

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本文編號：798234