環(huán)境中存在著大量的化學(xué)活性有機(jī)物,如核黃素、吩嗪等環(huán)境電子媒介及溶解性有機(jī)質(zhì)(Dissolved organic matter, DOM)。它們以不同形式參與了環(huán)境中的多種物理過程及化學(xué)反應(yīng)。解析這類有機(jī)物理化特性及其相關(guān)環(huán)境行為,對于理解環(huán)境污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,研發(fā)環(huán)境修復(fù)新技術(shù)是非常重要的。本學(xué)位論文工作以環(huán)境中典型的化學(xué)活性有機(jī)物如環(huán)境電子媒介及DOM為對象,利用分子光譜分析技術(shù)與光譜數(shù)據(jù)處理新方法,對其理化性質(zhì)和相關(guān)環(huán)境行為進(jìn)行了分子水平上的探索,主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：1.環(huán)境中電子媒介氧化還原反應(yīng)過程機(jī)理的光譜電化學(xué)解析。建立了針對環(huán)境電子媒介體的電化學(xué)熒光和紫外-可見光譜分析方法,實(shí)現(xiàn)了環(huán)境電子媒介的氧化還原行為的解析和媒介體的定量檢測。以環(huán)境中廣泛存在的電子媒介體-核黃素為對象,將多電位階躍-吸收光譜、循環(huán)伏安法、循環(huán)伏安熒光、衍生循環(huán)伏安熒光光譜方法與密度泛函理論計(jì)算有效結(jié)合,研究了非質(zhì)子溶劑中核黃素的電化學(xué)氧化還原過程。結(jié)果表明,核黃素的還原包含了一系列的質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移,且取決于電極電勢驅(qū)動力；其還原過程存在兩種反應(yīng)途徑,即電子轉(zhuǎn)移-化學(xué)反應(yīng)-電子轉(zhuǎn)移過程和歧化...

【文章頁數(shù)】：159 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 背景概述
    1.2 環(huán)境中典型的化學(xué)活性有機(jī)物及其相關(guān)環(huán)境行為
        1.2.1 環(huán)境電子媒介：性質(zhì)、來源與分類
        1.2.2 溶解性有機(jī)質(zhì)(DOM)：性質(zhì)、來源與分類
        1.2.3 環(huán)境相互作用
        1.2.4 DOM相關(guān)膜污染
    1.3 環(huán)境有機(jī)物分子光譜分析技術(shù)
        1.3.1 紫外-可見光譜
        1.3.2 熒光光譜
        1.3.3 紅外光譜
        1.3.4 拉曼光譜
    1.4 分子光譜數(shù)據(jù)處理方法
        1.4.1 光譜電化學(xué)分析
        1.4.2 平行因子分析
        1.4.3 二維相關(guān)分析
        1.4.4 多變量曲線分辨-交替最小二乘分析
    1.5 本論文的研究內(nèi)容、目的和意義
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 研究目的和意義
    參考文獻(xiàn)
第二章 環(huán)境電子媒介氧化還原反應(yīng)機(jī)理的光譜電化學(xué)解析及媒介體的定量檢測
    2.1 概述
    2.2 核黃素電化學(xué)氧化還原反應(yīng)過程及機(jī)理
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和計(jì)算方法
        2.2.2 結(jié)果與討論
    2.3 吩嗪類物質(zhì)氧化還原特性的研究及快速檢測
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)材料和方法
        2.3.2 結(jié)果與討論
    2.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 DOM與TiO₂納米粒子相互作用的二維紅外相關(guān)分析
    3.1 概述
    3.2 材料與方法
        3.2.1 試劑與樣品準(zhǔn)備
        3.2.2 光譜數(shù)據(jù)的采集
        3.2.3 二維相關(guān)分析數(shù)據(jù)處理
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 HA結(jié)構(gòu)隨pH的變化
        3.3.2 HA與TiO₂納米粒子作用過程的三維熒光和二維紅外分析
        3.3.3 HA在TiO₂納米粒子上的吸附
    3.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 DOM與銅金屬離子結(jié)合過程的熒光-紅外二維相關(guān)光譜解析
    4.1 概述
    4.2 材料與方法
        4.2.1 樣品準(zhǔn)備與儀器參數(shù)
        4.2.2 二維相關(guān)與異譜二維相關(guān)分析過程
        4.2.3 銅離子結(jié)合參數(shù)的測定
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 HA與銅離子結(jié)合的熒光及紅外光譜變化
        4.3.2 二維相關(guān)光譜結(jié)果
        4.3.3 HA與銅離子相互作用的熒光-紅外異譜二維相關(guān)分析
    4.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 熱誘導(dǎo)DOM結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變過程的三維熒光-平行因子與熒光二維相關(guān)分析
    5.1 概述
    5.2 材料與方法
        5.2.1 樣品過程與測量方法
        5.2.2 光譜分析方法及過程
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 DOM的熒光特性
        5.3.2 熱誘導(dǎo)DOM組分變化
        5.3.3 DOM結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的二維相關(guān)分析
        5.3.4 熱誘導(dǎo)過程對DOM與菲疏水相互作用的影喧
    5.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 DOM引發(fā)膜污染的紅外光譜-多變量曲線分辨分析
    6.1 概述
    6.2 材料與方法
        6.2.1 試劑與膜過濾設(shè)備
        6.2.2 光譜測量方法
        6.2.3 多變量曲線分辨-交替最小二乘分析
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 DOM組分膜污染過程的流量衰減
        6.3.2 膜污染過程中對應(yīng)IR-ATR光譜的變化
        6.3.3 MCR-ALS解析膜污染物各組分時(shí)空分布特性
    6.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第七章 蛋白/多糖誘導(dǎo)微濾膜污染過程的受激拉曼光譜成像
    7.1 概述
    7.2 材料與方法
        7.2.1 試劑與膜過濾過程
        7.2.2 膜污染受激拉曼成像系統(tǒng)
        7.2.3 圖像數(shù)據(jù)處理
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 膜污染物約自發(fā)及受激拉曼光譜
        7.3.2 蛋白及葡聚糖對PVDF微濾膜污染的三維受激拉曼散射成像
        7.3.3 MCR-ALS解析蛋白/葡聚糖混合物的膜污染
        7.3.4 蛋白/葡聚糖比例對膜污染程度的影響
    7.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
結(jié)論
致謝
博士期間完成的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3941112