發(fā)布時(shí)間：2020-11-14 03:22

　　 TiO2納米管作為一種新型的二氧化鈦材料,其主要在傳感器、染料敏化太陽(yáng)能電池、光電催化和光催化等領(lǐng)域有比較多的應(yīng)用,在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用主要是光電催化和光催化等方面。基于TiO2納米管比TiO2納米顆粒具有更大的比表面積,應(yīng)具有更強(qiáng)的吸附能力。高度有序的TiO2納米管陣列是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種TiO2新型材料,具有比TiO2納米管顆粒更好的理化性質(zhì)、更大的比表面積,TiO2納米管與基底直接相連,結(jié)合非常牢固,不易脫落。TiO2納米管陣列排列有序,不易團(tuán)聚。為應(yīng)用的穩(wěn)定性及其回收利用奠定了比較好的基礎(chǔ),受到了國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注。但是它們?cè)诃h(huán)境分析化學(xué)方面的應(yīng)用非常少,基于其獨(dú)特的理化性質(zhì),在環(huán)境領(lǐng)域理應(yīng)發(fā)揮更大的作用,尤其是在環(huán)境污染物的高效富集與檢測(cè)方面,應(yīng)該具有更好的應(yīng)用前景。 本文在大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上采用TiO2納米管及其陣列開(kāi)發(fā)了系列環(huán)境污染物的痕量分析檢測(cè)方法,提出了微固相平衡萃取(μSPEE)技術(shù),并初步研究了TiO2納米管陣列對(duì)典型環(huán)境污染物的吸附機(jī)制。論文從總體上可分為四部分： 第一部分綜述了固相萃取與TiO2納米管的研究進(jìn)展。 第二部分對(duì)TiO2納米管作為萃取有機(jī)磷和苯甲酰脲殺蟲(chóng)劑的固相萃取吸附劑的可行性進(jìn)行了探索。以毒死蜱、甲拌磷和甲基對(duì)硫磷作為研究對(duì)象,以正己烷作為洗脫劑,以氣相色譜火焰光度檢測(cè)作為分析手段,建立了以TiO2納米管作為固相萃取劑檢測(cè)環(huán)境水樣中毒死蜱、甲拌磷和甲基對(duì)硫磷的靈敏方法。研究結(jié)果表明,TiO2納米管可以實(shí)現(xiàn)對(duì)毒死蜱、甲拌磷和甲基對(duì)硫磷的高效富集,方法的檢測(cè)限對(duì)毒死蜱、甲拌磷和甲基對(duì)硫磷分別為0.11、0.014、0.0025μg L-1,環(huán)境水樣分析的加標(biāo)回收率在86.5%-115.1%之間。TiO2納米管對(duì)除蟲(chóng)脲、滅幼脲、殺鈴脲、氟蟲(chóng)脲、氟啶脲等苯甲酰脲類(lèi)殺蟲(chóng)劑也展現(xiàn)了優(yōu)越的富集性能,與高效液相色譜聯(lián)用建立的方法檢測(cè)限在0.062-0.21μg L-1之間,對(duì)四種實(shí)際環(huán)境水樣分析,加標(biāo)回收率在82-100.2%之間。 第三部分對(duì)TiO2納米管陣列作為高效吸附劑的可行性進(jìn)行了探索,提出了一種新型的萃取方式一微固相平衡萃取。以典型環(huán)境污染物聯(lián)苯菊酯、甲氰菊酯、三氟氯氰菊酯、氰戊菊酯、溴氰菊酯等擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑、六六六、DDT及其代謝產(chǎn)物、多氯聯(lián)苯作為目標(biāo)物,采用微固相平衡萃取考察了TiO2納米管陣列的吸附性能,建立了相應(yīng)的靈敏分析方法,并用實(shí)際水樣進(jìn)行了方法驗(yàn)證。研究結(jié)果表明,TiO2納米管陣列對(duì)擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑、六六六、DDT及其代謝產(chǎn)物、多氯聯(lián)苯均具有很好的吸附性能,建立的方法對(duì)擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑的檢測(cè)限在0.018-0.070μgL-1,實(shí)際水樣加標(biāo)回收率在81.9-110.6%；六六六和DDT及其代謝產(chǎn)物的檢測(cè)限在0.0076-0.10μg L-1,環(huán)境水樣的加標(biāo)回收率在78-102.8%；多氯聯(lián)苯的檢測(cè)限在0.02-0.10μg L-1,實(shí)際水樣的加標(biāo)回收率在95.8-110.5%。 第四部分采用陽(yáng)離子表面活性劑十六烷基三甲胺對(duì)TiO2納米管陣列進(jìn)行了修飾,研究發(fā)現(xiàn)用陽(yáng)離子表面活性劑十六烷基三甲胺修飾過(guò)的TiO2納米管陣列對(duì)多環(huán)芳烴有很強(qiáng)的吸附性能,多環(huán)芳烴能定量的被吸附在修飾過(guò)的TiO2納米管陣列片上,實(shí)現(xiàn)高效富集。將微固相平衡萃取與高效液相色譜聯(lián)用建立了多環(huán)芳烴的痕量分析方法,檢測(cè)限在0.026-0.82μgL-1,實(shí)際環(huán)境水樣的加標(biāo)回收率在75.0-114%之間。以芘和熒蒽作為代表性物質(zhì),初步研究了它們的吸附等溫線,對(duì)其在TiO2納米管陣列上的吸附機(jī)制進(jìn)行了初步探討。
【學(xué)位單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類(lèi)】：X830.2;O614.411
【部分圖文】：

基的功能性作用以及氫鍵的相互作用，也是不可忽視的。然而，不同的目標(biāo)分析物和不同的材料吸附劑有不同的吸附機(jī)理。本實(shí)驗(yàn)中，為了得到高的吸附效率，我們對(duì)樣品溶液的pH值在4.0一8.0的范圍內(nèi)進(jìn)行了考察，結(jié)果見(jiàn)圖2一2，由圖可明顯看到當(dāng)樣品溶液pH值為t6.0時(shí)，毒死蜂、甲拌磷和甲基對(duì)硫磷獲得了滿意的回收率，在低pH值和高pH值時(shí)，回收率都低于 pH6.0時(shí)的回收率。從整個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)看，這三種有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑是靠范德華力以物理吸附的方式吸附在TIO:納米管表面，很容易從Tio:納米管表面解吸下來(lái)，并且這三種目標(biāo)物在弱酸性和中性條件下穩(wěn)定，在堿性環(huán)境中不穩(wěn)定，因此，在后面的實(shí)驗(yàn)中我們選擇樣品溶液的酸度為 pH6.0。

樣品溶液流速是影響富集效率的又一個(gè)重要因素。在本實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)門(mén)io:納米管的粒徑很小，無(wú)法達(dá)到更大的流速。我們考察了樣品溶液流速在1.0一 2.5mLmin一’范圍內(nèi)對(duì)富集效率的影響，結(jié)果(見(jiàn)圖2一3)顯示在此流速范圍內(nèi)流速對(duì)富集效率沒(méi)有明顯影響，因此我們選擇最大流速 2.5mLmin一’作為實(shí)驗(yàn)的樣品溶液流速。.—.—.—.一.一一一chfo甲 yrifosss一一一 Phorateee一一‘一 Parathionmethylll刁TJlee|||||||月 eeeses|eses﹁0﹄U(xiǎn)曰八︺n︺八U八U勺‘n︸乃八尹O竹月，‘...且....月︵歲︶己。>00。洲 VolumeofsamPle(mL)圖2一3樣品溶液流速的影響

泛。。。已 45678圖2一2樣品溶液pH值的影響2.2.3樣品溶液流速的影響樣品溶液流速是影響富集效率的又一個(gè)重要因素。在本實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)門(mén)io:納米管的粒徑很小，無(wú)法達(dá)到更大的流速。我們考察了樣品溶液流速在1.0一 2.5mLmin一’范圍內(nèi)對(duì)富集效率的影響，結(jié)果(見(jiàn)圖2一3)顯示在此流速范圍內(nèi)流速對(duì)富集效率沒(méi)有明顯影響，因此我們選擇最大流速 2.5mLmin一’作為實(shí)驗(yàn)的樣品溶液流速。.—.—.—.一.一一一chfo甲 yrifosss一一一 Phorateee一一‘一 Parathionmethylll刁TJlee|||||||月 eeeses|eses﹁0﹄U(xiǎn)曰八︺n︺八U八U勺‘n︸乃八尹O竹月，‘...且....月︵歲︶己。>00。洲 VolumeofsamPle(mL)圖2一3樣品溶液流速的影響
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2883013