本文關(guān)鍵詞：納米金比色傳感器檢測重金屬離子研究

  更多相關(guān)文章： 納米金傳感器 比色法 有機(jī)小分子 Cr~(3+)檢測 Cd~(2+)檢測

【摘要】：隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,大量包含重金屬離子的廢水、廢氣和廢渣等廢棄物釋放到自然環(huán)境,進(jìn)入水域、大氣和土壤,超出環(huán)境的自降能力,造成重金屬污染,嚴(yán)重威脅人類健康,因而對環(huán)境特別是水體中的重金屬離子進(jìn)行快速、靈敏地檢測十分必要。傳統(tǒng)的重金屬離子檢測方法存在著諸多不足,現(xiàn)有的快速檢測方法仍然有待提高。納米金(AuNPs)由于具有高摩爾吸光系數(shù)、大比表面積以及聚集程度與粒子尺寸和粒子間距相關(guān)等獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì),加之其非常容易實(shí)現(xiàn)表面功能化處理的化學(xué)性質(zhì),因而在重金屬離子檢測應(yīng)用中備受關(guān)注。本文基于納米金比色法檢測重金屬離子原理,利用有機(jī)小分子對自制納米金顆粒進(jìn)行功能化,并用構(gòu)建的比色傳感器對水溶液中Cr3+、Cd2+檢測進(jìn)行了探索性研究,具體研究如下。(1)檸檬酸鈉還原氯金酸法制備金納米顆粒。根據(jù)檸檬酸鈉與氯金酸的不同摩爾比例,合成了平均粒徑范圍在12~16 nm、濃度范圍在2~5 nmol/L的納米金。電鏡和光譜表征表明,合成的納米金顆粒均勻、性質(zhì)穩(wěn)定,適宜后續(xù)功能化處理。進(jìn)一步探究了2-乙酰氨基-5-巰基-1,3,4-噻二唑(AAMT),6-巰基嘌呤(TG)、3-氨基-5-巰基-1,2,4-三唑(AMT)、2-氨基-4-巰基丁酸(高半胱氨酸)(AMBA)四種有機(jī)小分子用于功能化金納米顆粒的合適濃度范圍。(2)基于金納米顆粒聚集的比色法檢測Cr3+。采用上述方法制備的粒徑13 nm的金納米顆粒作為比色信號報(bào)告分子,AMT作為Cr3+的識別分子,構(gòu)建了一種水中Cr3+的比色傳感檢測方法。試驗(yàn)將AMT修飾于AuNPs表面,形成穩(wěn)定的AMT-AuNPs水溶復(fù)合物;根據(jù)AMT與Cr3+之間特異性的結(jié)合,引起溶液中AMT-AuNPs聚集,進(jìn)而導(dǎo)致溶液顏色由紅色變?yōu)樗{(lán)紫色和最大吸收峰紅移等現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)水中Cr3+的可視化檢測。在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件(AMT修飾濃度為0.8μmol/L,pH為7)下,該方法的檢測限可達(dá)100 nmol/L,其他重金屬離子幾乎不存在干擾。該方法具有響應(yīng)快(5 min)、制備和操作簡單、無需讀取裝置等優(yōu)點(diǎn)。(3)基于金納米顆粒聚集的比色法檢測Cd2+的探索。同樣采用檸檬酸鈉還原法制備粒徑13 nm的金納米顆粒作為比色信號放大部分,AAMT、TG、AMT、AMBA四種有機(jī)小分子分別功能化粒徑13nm的納米金,構(gòu)建檢測水溶液中Cd2+的比色傳感器,利用化學(xué)鍵或有機(jī)小分子中特定的官能團(tuán)在水溶液中與Cd2+的相互結(jié)合產(chǎn)生比色響應(yīng),考察四種小分子功能化后的納米金識別Cd2+的能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明AAMT-AuNPs、AMT-Au NPs對Cd2+無識別能力,AMBA-AuNPs、TG-Au NPs對Cd2+有較弱識別能力,且TG-AuNPs與半胱氨酸混合后對Cd2+的識別能力有所增強(qiáng),揭示Cd2+的識別可能需要更多的功能基團(tuán)和識別分子特定的空間構(gòu)象。
【關(guān)鍵詞】：納米金傳感器 比色法 有機(jī)小分子 Cr~(3+)檢測 Cd~(2+)檢測
【學(xué)位授予單位】：重慶醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TB383.1
【目錄】：

• 英漢縮略語名詞對照5-7
• 中文摘要7-9
• 英文摘要9-13
• 第一章 緒論13-20
• 1 重金屬污染及檢測技術(shù)概述13-15
• 1.1 重金屬及重金屬污染13-14
• 1.2 重金屬離子檢測技術(shù)簡介14-15
• 2 納米金簡介15-19
• 2.1 納米金的性質(zhì)16-17
• 2.2 納米金的制備、功能化與表征17-18
• 2.3 納米金比色法檢測重金屬離子18-19
• 3 本文結(jié)構(gòu)19-20
• 第二章 檸檬酸鈉還原法制備納米金及其表面功能化20-30
• 1 前言20
• 2 實(shí)驗(yàn)部分20-23
• 2.1 材料與方法20-21
• 2.2 金納米顆粒合成21-22
• 2.3 納米金的功能化與表征22-23
• 3 結(jié)果與討論23-29
• 3.1 AuNPs合成與修飾的原理23
• 3.2 AuNPs的基本參數(shù)與穩(wěn)定性23-26
• 3.3 修飾AuNPs的小分子濃度討論26-29
• 4 小結(jié)29-30
• 第三章 功能化納米金比色檢測水中Cr~(3+)研究30-40
• 1 前言30-31
• 2 實(shí)驗(yàn)部分31-32
• 2.1 試劑與儀器31
• 2.2 AuNPs制備及修飾31-32
• 2.3 分析方法32
• 3 結(jié)果與討論32-39
• 3.1 AMT-AuNPs溶液的穩(wěn)定性32-33
• 3.2 比色檢測Cr~(3+)原理33-34
• 3.3 檢測條件的優(yōu)化34-36
• 3.4 傳感器性能36-39
• 3.5 回收試驗(yàn)驗(yàn)證39
• 4 小結(jié)39-40
• 第四章 功能化納米金比色檢測水中Cd~(2+)研究40-47
• 1 前言40
• 2 實(shí)驗(yàn)部分40-42
• 2.1 試劑與儀器40-41
• 2.2 AuNPs制備及修飾41
• 2.3 分析方法41-42
• 3 結(jié)果與討論42-46
• 3.1 Cd~(2+)檢測原理42-43
• 3.2 比色響應(yīng)情況43-44
• 3.3 可能的識別機(jī)理44-46
• 4 小結(jié)46-47
• 全文總結(jié)47-48
• 參考文獻(xiàn)48-54
• 文獻(xiàn)綜述54-66
• 參考文獻(xiàn)61-66
• 致謝66-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：695963