不同官能團(tuán)修飾的碳納米管與阿特拉津?qū)λ居酌缟L的影響
發(fā)布時間:2021-03-08 17:33
納米材料的廣泛應(yīng)用必然帶來其進(jìn)入環(huán)境后的風(fēng)險問題,是目前研究熱點之一。有研究表明碳納米材料會影響植物生長,還有研究表明碳納米材料與常見的環(huán)境有機(jī)污染物的吸附作用很強(qiáng),但碳納米材料與環(huán)境有機(jī)污染物共存下對植物的風(fēng)險研究還很少,尤其是研究官能化修飾的膠體態(tài)碳納米管與有機(jī)污染物對植物的聯(lián)合影響幾乎還沒有。本文通過酸氧化等手段,將多壁碳納米管(MWCNTs)表面引入新的官能團(tuán),對MWCNTs進(jìn)行官能化修飾,得到了三種形態(tài)結(jié)構(gòu)差異顯著的碳管Pristine-CNTs、Oxidized-CNTs、PEG-CNTs(分別簡稱 CNTs、O-CNTs、P-CNTs),并用 TEM、FT-IR等手段對碳管進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。通過批實驗研究了三種碳管對有機(jī)污染物阿特拉津(Atrazine,AT)的吸附能力,通過水培實驗分別研究了三種碳管(60mg/L)或/與有機(jī)污染物阿特拉津(5 mg/L)對食用植物水稻幼苗生長和生理生化的聯(lián)合影響,測定其在不同情況下的發(fā)芽率、生物量、抗氧化系統(tǒng)酶活性、丙二醛(MDA)含量等指標(biāo)。研究結(jié)果表明:(1)官能化的碳管形貌變化明顯,如長度變短,管壁變薄,管徑增大,端口被打開,斷口較多...
【文章來源】:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)四川省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3多壁碳納米管的PEG修飾過程??Fig.3?PEG?modification?process?of?multi-walled?carbon?nanotubes??
3.1.1透射電鏡圖片??試驗采用透射電子顯微鏡(TEM)對CNTs、O-CNTs、P-CNTs三種碳管進(jìn)行形??貌分析。圖4為三種MWCNTs分別在不同放大倍數(shù)下的TEM照片。??_賢:釋??CNTs?O-CNTs?P-CNTs??圖4三種MWCNTs在不同放大倍數(shù)下的TEM照片??Fig.4?The?TEM?images?of?three?kinds?of?MWCNTs?under?different?magnification??注:圖中的A-F分別表示在50?nm、200?nm條件下觀察到的三種碳納米管。??從圖4可以看出,三種MWCNTs均呈中空管狀結(jié)構(gòu)。CNTs呈現(xiàn)管束形式,輪廓比??較明顯,內(nèi)管徑比較窄,管壁厚,碳管端頭呈封閉狀,有團(tuán)聚現(xiàn)象。與CNTs相比,??O-CNTs和P-CNTs變得細(xì)長,管壁透明度增加,管徑增大,長徑比減小。碳納米管端??口被打開,斷口較多,碳管輪廓變得模糊,部分被徹底氧化,團(tuán)聚現(xiàn)象減弱。P-CNTs??與另外兩種碳管相比,碳管長短分布不均勻,管徑增大,呈現(xiàn)疏松狀。??23??
3.1.2傅里葉紅外光譜??圖5是CNTs、O-CNTs、P-CNTs的紅外光譜圖。??80?b.v?a.CNTs??75-?/-〇H?b.O-CNTs??70.?c.P-CNTs???65??P6°??|i55-??喲!?50.?C-O-C??co?\r??35?-〇H?—V??0?500?1000?1500?2000?2500?3000?3500?4000?4500??Wavenumbencm"?^)??圖5三種MWCNTs的紅外光譜圖??Fig.5?FT-IR?spectra?of?three?kinds?of?MWCNTs??從圖5可以看出,CNTs在2800?cnT1左右沒有出現(xiàn)明顯的吸收峰,說明純化的碳管??C-H鍵極少。經(jīng)過酸氧化后,在O-CNTs曲線上出現(xiàn)明顯的吸收峰,說明酸氧化引入??大量的C-H鍵。P-CNTs在1090?cm—1出現(xiàn)了聚乙二醇(PEG)上的單元結(jié)構(gòu)C-0-C的吸??收峰,表明PEG被成功的嫁接到碳管表面171]。同時,P-CNTs在800?cm_1左右處出現(xiàn)強(qiáng)??烈的酰氯基(-COC1-)吸收峰,這是因為在碳納米管PEG官能化過程中,MWCNTs表面??引入酰氯基(-COC1),而MWCNTs-COCl沒有與PEG發(fā)生酯化反應(yīng)三種碳管在??1300?cm—1、3400?cnf1左右處分別出現(xiàn)明顯的吸收峰,表明三種碳管表面均有羥基(-OH)??存在[72],這可能是由于碳管表面吸附了水分子[73]。但0<>^5和P-CNTs在這兩處的吸??收峰更明顯
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多壁碳納米管對水稻幼苗的植物毒性研究[J]. 郭敏,龔繼來,曾光明. 生態(tài)毒理學(xué)報. 2016(05)
[2]莠去津?qū)δ厦荔豺嗑湛寡趸富钚缘挠绊懪c細(xì)胞毒性[J]. 田學(xué)軍,陶宏征,沈云玫,袁寒,沈登榮,何超. 農(nóng)藥. 2016(09)
[3]過氧化氫和一氧化氮在小球藻抗阿特拉津脅迫中的作用[J]. 陳思,范曉季,金瑜劍,李星星,宋昊,孫立偉,錢海豐. 生態(tài)毒理學(xué)報. 2016(04)
[4]沉水植物對水體阿特拉津遷移的影響[J]. 瞿夢潔,李慧冬,李娜,張萌,朱端衛(wèi). 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2016(04)
[5]環(huán)境因素對碳納米管聚集遷移行為的影響[J]. 梁躍,華祖林. 化工新型材料. 2016(03)
[6]碳納米管在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 袁程飛,謝伶俐,陳帆,許本波. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(02)
[7]碳納米管的性能與應(yīng)用研究[J]. 郝月君,郝素菊,蔣武鋒,張玉柱. 南方金屬. 2016(01)
[8]碳納米顆粒誘發(fā)植物毒性效應(yīng)及其機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 李小康,胡獻(xiàn)剛,周啟星. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2015(11)
[9]狼尾草典型生理生化特征對阿特拉津脅迫的響應(yīng)[J]. 馬兵兵,姜昭,葉思源,劉曉雪,馬昱亨,張穎. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2015(11)
[10]單壁碳納米管材料對水稻幼苗的毒性效應(yīng)[J]. 袁剛強(qiáng),龔繼來,曾光明. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2015(12)
博士論文
[1]長江口典型藥物殘留的行為特征研究及監(jiān)測方法優(yōu)化[D]. 趙恒.華東師范大學(xué) 2016
[2]碳納米管對水中典型有機(jī)污染物的吸附作用及定量預(yù)測模型[D]. 鄔文浩.浙江大學(xué) 2015
碩士論文
[1]長度及功能化對多壁碳納米管細(xì)胞毒性的影響研究[D]. 余靜.南京大學(xué) 2016
[2]生物碳吸附去除溶液中的阿特拉津[D]. Alberto Bento Charrua.吉林大學(xué) 2015
[3]不同類型的碳納米管對斜生柵藻的毒性效應(yīng)研究[D]. 牟鳳偉.中南林業(yè)科技大學(xué) 2013
[4]石墨烯對水稻種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[D]. 劉尚杰.長江大學(xué) 2013
[5]阿特拉津?qū)π←溣酌绲纳锒拘訹D]. 周游.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[6]功能化多壁碳納米管的制備及其生物相容性研究[D]. 胡玲.中南大學(xué) 2010
本文編號:3071394
【文章來源】:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)四川省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖3多壁碳納米管的PEG修飾過程??Fig.3?PEG?modification?process?of?multi-walled?carbon?nanotubes??
3.1.1透射電鏡圖片??試驗采用透射電子顯微鏡(TEM)對CNTs、O-CNTs、P-CNTs三種碳管進(jìn)行形??貌分析。圖4為三種MWCNTs分別在不同放大倍數(shù)下的TEM照片。??_賢:釋??CNTs?O-CNTs?P-CNTs??圖4三種MWCNTs在不同放大倍數(shù)下的TEM照片??Fig.4?The?TEM?images?of?three?kinds?of?MWCNTs?under?different?magnification??注:圖中的A-F分別表示在50?nm、200?nm條件下觀察到的三種碳納米管。??從圖4可以看出,三種MWCNTs均呈中空管狀結(jié)構(gòu)。CNTs呈現(xiàn)管束形式,輪廓比??較明顯,內(nèi)管徑比較窄,管壁厚,碳管端頭呈封閉狀,有團(tuán)聚現(xiàn)象。與CNTs相比,??O-CNTs和P-CNTs變得細(xì)長,管壁透明度增加,管徑增大,長徑比減小。碳納米管端??口被打開,斷口較多,碳管輪廓變得模糊,部分被徹底氧化,團(tuán)聚現(xiàn)象減弱。P-CNTs??與另外兩種碳管相比,碳管長短分布不均勻,管徑增大,呈現(xiàn)疏松狀。??23??
3.1.2傅里葉紅外光譜??圖5是CNTs、O-CNTs、P-CNTs的紅外光譜圖。??80?b.v?a.CNTs??75-?/-〇H?b.O-CNTs??70.?c.P-CNTs???65??P6°??|i55-??喲!?50.?C-O-C??co?\r??35?-〇H?—V??0?500?1000?1500?2000?2500?3000?3500?4000?4500??Wavenumbencm"?^)??圖5三種MWCNTs的紅外光譜圖??Fig.5?FT-IR?spectra?of?three?kinds?of?MWCNTs??從圖5可以看出,CNTs在2800?cnT1左右沒有出現(xiàn)明顯的吸收峰,說明純化的碳管??C-H鍵極少。經(jīng)過酸氧化后,在O-CNTs曲線上出現(xiàn)明顯的吸收峰,說明酸氧化引入??大量的C-H鍵。P-CNTs在1090?cm—1出現(xiàn)了聚乙二醇(PEG)上的單元結(jié)構(gòu)C-0-C的吸??收峰,表明PEG被成功的嫁接到碳管表面171]。同時,P-CNTs在800?cm_1左右處出現(xiàn)強(qiáng)??烈的酰氯基(-COC1-)吸收峰,這是因為在碳納米管PEG官能化過程中,MWCNTs表面??引入酰氯基(-COC1),而MWCNTs-COCl沒有與PEG發(fā)生酯化反應(yīng)三種碳管在??1300?cm—1、3400?cnf1左右處分別出現(xiàn)明顯的吸收峰,表明三種碳管表面均有羥基(-OH)??存在[72],這可能是由于碳管表面吸附了水分子[73]。但0<>^5和P-CNTs在這兩處的吸??收峰更明顯
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多壁碳納米管對水稻幼苗的植物毒性研究[J]. 郭敏,龔繼來,曾光明. 生態(tài)毒理學(xué)報. 2016(05)
[2]莠去津?qū)δ厦荔豺嗑湛寡趸富钚缘挠绊懪c細(xì)胞毒性[J]. 田學(xué)軍,陶宏征,沈云玫,袁寒,沈登榮,何超. 農(nóng)藥. 2016(09)
[3]過氧化氫和一氧化氮在小球藻抗阿特拉津脅迫中的作用[J]. 陳思,范曉季,金瑜劍,李星星,宋昊,孫立偉,錢海豐. 生態(tài)毒理學(xué)報. 2016(04)
[4]沉水植物對水體阿特拉津遷移的影響[J]. 瞿夢潔,李慧冬,李娜,張萌,朱端衛(wèi). 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2016(04)
[5]環(huán)境因素對碳納米管聚集遷移行為的影響[J]. 梁躍,華祖林. 化工新型材料. 2016(03)
[6]碳納米管在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 袁程飛,謝伶俐,陳帆,許本波. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2016(02)
[7]碳納米管的性能與應(yīng)用研究[J]. 郝月君,郝素菊,蔣武鋒,張玉柱. 南方金屬. 2016(01)
[8]碳納米顆粒誘發(fā)植物毒性效應(yīng)及其機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 李小康,胡獻(xiàn)剛,周啟星. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2015(11)
[9]狼尾草典型生理生化特征對阿特拉津脅迫的響應(yīng)[J]. 馬兵兵,姜昭,葉思源,劉曉雪,馬昱亨,張穎. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2015(11)
[10]單壁碳納米管材料對水稻幼苗的毒性效應(yīng)[J]. 袁剛強(qiáng),龔繼來,曾光明. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2015(12)
博士論文
[1]長江口典型藥物殘留的行為特征研究及監(jiān)測方法優(yōu)化[D]. 趙恒.華東師范大學(xué) 2016
[2]碳納米管對水中典型有機(jī)污染物的吸附作用及定量預(yù)測模型[D]. 鄔文浩.浙江大學(xué) 2015
碩士論文
[1]長度及功能化對多壁碳納米管細(xì)胞毒性的影響研究[D]. 余靜.南京大學(xué) 2016
[2]生物碳吸附去除溶液中的阿特拉津[D]. Alberto Bento Charrua.吉林大學(xué) 2015
[3]不同類型的碳納米管對斜生柵藻的毒性效應(yīng)研究[D]. 牟鳳偉.中南林業(yè)科技大學(xué) 2013
[4]石墨烯對水稻種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[D]. 劉尚杰.長江大學(xué) 2013
[5]阿特拉津?qū)π←溣酌绲纳锒拘訹D]. 周游.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[6]功能化多壁碳納米管的制備及其生物相容性研究[D]. 胡玲.中南大學(xué) 2010
本文編號:3071394
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