基于納米材料的有機(jī)污染物快速測(cè)定技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展使得環(huán)境污染問(wèn)題日益嚴(yán)重,尤其是有機(jī)物污染現(xiàn)狀令人擔(dān)憂。一方面有機(jī)物種類和數(shù)量不斷增多,一些持久性有機(jī)污染物長(zhǎng)期以來(lái)得不到有效的治理;更重要的是,現(xiàn)有有機(jī)物分析方法主要是建立在氣/液相色譜等大型儀器基礎(chǔ)上的,它們具有廣泛的適用性、分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠,但因成本高、儀器笨重和耗時(shí)等缺點(diǎn)不能滿足大批量樣品現(xiàn)場(chǎng)快速分析的要求。因此,發(fā)展有機(jī)污染物的快速篩查技術(shù)具有十分重要的意義。
　　 本論文選取三硝基甲苯(TNT)、

2、五氯苯酚(PCP)和多環(huán)芳烴(PAHs)三種典型有機(jī)污染物為研究對(duì)象,以量子點(diǎn)和TiO2納米管為傳感材料,利用目標(biāo)物或中間產(chǎn)物對(duì)材料信號(hào)的淬滅或增敏作用開發(fā)設(shè)計(jì)了一系列傳感器,為納米材料在分析傳感中的應(yīng)用提供了新思路。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)基于L-半胱氨酸修飾的CdTe量子點(diǎn)熒光淬滅法測(cè)定TNT:采用水熱法合成了L-半胱氨酸修飾的CdTe量子點(diǎn),L-半胱氨酸是一種富電子化合物,能與TNT這種缺電子物質(zhì)結(jié)合形成邁森海姆復(fù)

3、合物,使得TNT分子靠近量子點(diǎn)表面并吸收量子點(diǎn)的電子,導(dǎo)致量子點(diǎn)熒光的淬滅。結(jié)果表明,TNT濃度與量子點(diǎn)熒光淬滅率存在線性關(guān)系,線性范圍為1.1×10-9～4.4×10-6 M,檢測(cè)下限達(dá)到了1.1nM,低于水源水中TNT的最高容許濃度O.5 mg/L(2.2μM)。文中探討了量子點(diǎn)稀釋倍數(shù)、溶液pH值和反應(yīng)時(shí)間對(duì)檢測(cè)效果的影響。干擾實(shí)驗(yàn)和實(shí)際樣品分析結(jié)果表明該方法的選擇性很好,并且能夠用于土壤樣品中TNT含量的測(cè)定。
　　 (

4、2)利用CdTe QDs/TiO2 NTs/Ti復(fù)合電極進(jìn)行五氯苯酚的直接電化學(xué)發(fā)光法測(cè)定:采用陽(yáng)極氧化法制備高度有序的TiO2納米管陣列(TiO2 NTs),通過(guò)在納米管陣列上吸附CdTe量子點(diǎn)制備了CdTe/TiO2 NTs/Ti復(fù)合電極,該電極在共反應(yīng)劑S2O82-存在下具有穩(wěn)定的電化學(xué)發(fā)光(ECL)信號(hào),五氯苯酚能使ECL信號(hào)增強(qiáng)。結(jié)果表明,該方法檢測(cè)五氯苯酚的線性范圍為4.0×10-11～3.0×10-7M,線性相關(guān)系數(shù)為0.

5、9995,最低檢測(cè)限為5 pM。文中提出了五氯苯酚增強(qiáng)ECL信號(hào)的原理,并設(shè)計(jì)了一些實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。
　　 (3)開發(fā)了多環(huán)芳烴的競(jìng)爭(zhēng)型免疫光電流傳感器:將多環(huán)芳烴抗體化學(xué)鍵合在Ti02納米管上,用來(lái)接受兩種競(jìng)爭(zhēng)型抗原一雙功能金納米粒子(BGNPs)和多環(huán)芳烴,BGNPs的結(jié)合使TiO2納米管的光電流增強(qiáng),而多環(huán)芳烴的競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合則抑制這種增強(qiáng)趨勢(shì)。以苯并芘為多環(huán)芳烴的代表分析物,發(fā)現(xiàn)TiO2納米管的光電流隨苯并芘濃度的增加而減