本文關(guān)鍵詞：內(nèi)分泌干擾物三苯基錫的拉曼光譜檢測方法研究

  更多相關(guān)文章： 三苯基錫 內(nèi)分泌干擾物 拉曼散射技術(shù) 銀溶膠 拉曼特征峰

【摘要】：由環(huán)境污染引起的人類生存環(huán)境的惡化逐步引起了社會各界的廣泛關(guān)注,然而環(huán)境中有些污染物,如有機錫類化合物,在環(huán)境中含量低、毒性大,很少能夠直接檢測出來,一般都必須經(jīng)過樣品預處理如分離、濃縮、衍生化之后才能檢測出來,不利于實現(xiàn)有機錫殘留的快速、無損和實時在線檢測。拉曼散射技術(shù)所含信息量大,光譜特異性強,不需復雜的樣品前處理,可用于實現(xiàn)污染物的快速無損實時檢測,尤其是表面增強光譜技術(shù)的出現(xiàn),使得拉曼光譜在環(huán)境領(lǐng)域具有較大的發(fā)展?jié)摿�。本論文以�?nèi)分泌干擾物三苯基錫(TPT)為研究對象,以激光共聚焦拉曼光譜儀為主要設備,采用拉曼光譜技術(shù)和表面增強拉曼光譜(SERS)技術(shù),對環(huán)境內(nèi)分泌干擾物TPT進行了研究。首先探索出拉曼光譜技術(shù)檢測TPT的最優(yōu)化實驗條件,并對采集到的TPT光譜進行了歸屬分析,建立了一套TPT的標準拉曼圖譜庫。接著探索了拉曼光譜檢測TPT標準溶液的最佳pH值,以銀溶膠為表面增強基底,采集了TPT的拉曼和SERS圖,并進行了定性和定量分析。最后將拉曼散射技術(shù)檢測TPT的方法應用于蘋果表皮TPT的殘留檢測,確定了拉曼光譜和SERS技術(shù)檢測蘋果表皮TPT殘留的檢出限,為拉曼光譜技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的應用研究提供了理論依據(jù)和數(shù)據(jù)基礎。本論文具體工作內(nèi)容和研究結(jié)果如下:1)采用激光共聚焦拉曼光譜采集TPT標準固體的拉曼光譜信號,并進行檢測參數(shù)的優(yōu)化選擇。將拉曼光譜分析檢測方法與TPT的物性研究相結(jié)合,根據(jù)TPT分子中不同官能團振動模式的不同,將拉曼譜圖分為高、中、低3個波數(shù)區(qū)(1500~3200、900~1500和100~900 cm-1)進行拉曼譜峰的歸屬與分析,得到了TPT的特征振動模式和拉曼特征峰,并建立了一套TPT的標準拉曼圖譜庫,光譜范圍在100~3200 cm-1之間。研究結(jié)果表明,當激發(fā)波長為785nm,激光功率選擇為衰減到原激光功率(500mW)的0.5%、曝光10s、累積2次時,得到的拉曼譜圖信噪比高且檢測時間短。在212、332、657、997和1577 cm-1處出現(xiàn)的信號強度較高的拉曼峰,可作為固體TPT拉曼檢測的特征峰,657和997 cm-1處拉曼特征峰的同時出現(xiàn)即可認為復雜的環(huán)境樣品中存在TPT。2)采集了玻璃載玻片、玻璃毛細管、鋁箔、石英片、銅片和鋁片幾種實驗室常見基底的拉曼光譜圖,選擇出最適合作為TPT溶液進行拉曼光譜檢測的基底;采集不同pH濃度下TPT的拉曼光譜圖,探討pH值對拉曼光譜檢測TPT的影響,選擇出最優(yōu)的pH值作為下一步TPT溶液拉曼光譜檢測的pH;采集TPT標準溶液的常規(guī)拉曼光譜圖,對采集的譜圖進行定性和定量分析,探討拉曼光譜用于定性和定量檢測TPT殘留的可能性。實驗結(jié)果表明,鋁片最適合作為TPT溶液的拉曼光譜檢測基底,且當pH值為5.5時,采集到的TPT的譜峰信息較為全面且信噪比高。以不同濃度的TPT溶液的拉曼光譜中998 cm-1處的峰高建立標準曲線,在0.6~60 mg Sn/L范圍內(nèi)具有良好的線性相關(guān)性,其相關(guān)系數(shù)為R2=0.9904,說明TPT溶液的殘留可以通過拉曼光譜結(jié)合定量分析進行測定。3)以銀膠作為表面增強劑,采集了0.6 ng Sn/L~3μg Sn/L濃度梯度范圍內(nèi)TPT標準溶液的SERS光譜圖,并對采集到的譜圖進行分析。然后將濃度為0.3μg Sn/L的TPT標準溶液的SERS圖譜和濃度為30 mg Sn/L的TPT標準溶液的常規(guī)拉曼光譜圖進行分析比較,解析了TPT在銀溶膠表面的吸附方式和TPT的表面增強拉曼機理,最后以998 cm-1波數(shù)處TPT溶液的SERS特征峰和常規(guī)拉曼特征峰來估算增強因子。結(jié)果表明,TPT分子在銀溶膠表面的吸附是一種化學吸附,有些表面增強拉曼特征峰(如420、689 cm-1處的SERS特征峰)相對于常規(guī)拉曼光譜的特征峰(位于331、657 cm-1處的特征峰)發(fā)生了明顯的偏移,這表明在接觸點上三個苯環(huán)的π軌道可能與銀表面發(fā)生了相互作用,導致分子骨架向平行于金屬表面的方向發(fā)生了傾斜。銀溶膠能使TPT的檢測精度提高5個數(shù)量級(EF=~105),并且將TPT的檢測限降低至0.6 ng Sn/L。4)以市售的蘋果為載體,采用Lee-Meisel使用的還原法制備銀溶膠基底作為增強拉曼基底。將不同濃度的TPT標準溶液噴灑于蘋果表皮,采集了6.25ng/cm2~2.5μg/cm2濃度梯度范圍內(nèi)TPT標準溶液表面增強拉曼光譜圖,探討了SERS檢測蘋果表皮TPT殘留的最低濃度(6.25 ng/cm2)。銀溶膠價格低廉,制備過程較單,研究表明采用表面增強拉曼光譜技術(shù)實現(xiàn)蘋果表皮TPT農(nóng)藥的殘留分析是可行的。
【關(guān)鍵詞】：三苯基錫 內(nèi)分泌干擾物 拉曼散射技術(shù) 銀溶膠 拉曼特征峰
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O657.37
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-24
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.1.1 有機錫化合物的種類10
• 1.1.2 有機錫的性質(zhì)和環(huán)境影響10-12
• 1.1.3 課題研究意義12
• 1.2 有機錫化合物的檢測分析方法12-15
• 1.2.1 有機錫的分離技術(shù)13-14
• 1.2.2 有機錫的分析檢測技術(shù)14-15
• 1.3 三苯基錫殘留分析的發(fā)展趨勢15-16
• 1.4 拉曼散射技術(shù)在環(huán)境領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀16-22
• 1.4.1 拉曼光譜基礎理論及其應用17-19
• 1.4.2 表面增強拉曼光譜技術(shù)19-22
• 1.5 研究內(nèi)容和技術(shù)路線22-24
• 1.5.1 研究目標與內(nèi)容22
• 1.5.2 技術(shù)路線22-24
• 2 三苯基錫標準圖譜庫的建立24-42
• 2.1 引言24
• 2.2 材料與方法24-28
• 2.2.1 實驗材料與儀器24-27
• 2.2.2 實驗方法27-28
• 2.3 結(jié)果與討論28-40
• 2.3.1 TPT標準固體粉末的分子結(jié)構(gòu)模型28
• 2.3.2 拉曼檢測最佳參數(shù)的選擇28-32
• 2.3.3 TPT拉曼譜圖中不同波數(shù)區(qū)譜峰的振動頻率和歸屬32-37
• 2.3.4 TPT的拉曼光譜圖與紅外光譜圖的對比分析37-40
• 2.3.5 TPT的拉曼光譜特征峰40
• 2.4 本章小結(jié)40-42
• 3 基于拉曼光譜技術(shù)的三苯基錫檢測42-54
• 3.1 引言42
• 3.2 實驗材料、儀器與設備42
• 3.3 實驗方法42-49
• 3.3.1 最佳實驗基底的選擇42-47
• 3.3.2 溶液最佳pH值的選擇47-49
• 3.4 TPT標準溶液的拉曼光譜的采集與譜帶歸屬49-50
• 3.5 TPT溶液標準曲線的制定及線性分析50-53
• 3.6 小結(jié)53-54
• 4 基于表面增強拉曼光譜的三苯基錫檢測54-64
• 4.0 引言54
• 4.1 實驗材料、儀器與設備54-55
• 4.2 實驗方法55-56
• 4.3 實驗結(jié)果與分析56-62
• 4.3.1 銀溶膠的紫外表征56
• 4.3.2 銀溶膠的SEM表征56-58
• 4.3.3 TPT表面增強拉曼光譜的采集58-61
• 4.3.4 SERS增強因子的計算61-62
• 4.4 小結(jié)62-64
• 5 蘋果表皮三苯基錫殘留的拉曼檢測64-68
• 5.1 引言64
• 5.2 實驗材料、儀器與設備64
• 5.3 實驗方法64-65
• 5.4 蘋果表皮不同濃度TPT的常規(guī)拉曼光譜分析65-66
• 5.5 蘋果表皮不同濃度TPT的表面增強拉曼光譜分析66-67
• 5.6 小結(jié)67-68
• 6 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 論文的工作總結(jié)68-69
• 6.2 論文工作的不足與展望69-70
• 致謝70-72
• 參考文獻72-78
• 附錄78
• A. 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄78
• B. 作者在攻讀碩士學位期間參加的科研項目78

【參考文獻】

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本文編號：969653