環(huán)境友好型熒光聚合物探針的制備及水樣中重金屬離子的檢測.pdf

1、近年來,環(huán)境問題一直是人們關(guān)注的焦點問題。我國工業(yè)迅猛發(fā)展的同時也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題,海洋、江河、湖泊中的重金屬離子污染便是其中之一。在生命科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域,重金屬離子扮演著重要的角色。所以研究一種可以實時檢測和控制重金屬離子含量的方法具有極其重要的現(xiàn)實意義。鈀廣泛應(yīng)用于燃料電池、牙冠及珠寶等,從而就會導(dǎo)致嚴(yán)重的鈀離子殘留。鈀會造成嚴(yán)重土壤和水體系污染。汞污染己經(jīng)是污染防治的重點,因為汞離子進(jìn)入人體后,對機(jī)體會造成多

2、系統(tǒng)的嚴(yán)重?fù)p害。因此,本論文的研究內(nèi)容主要有兩部分,第一部分,基于熒光聚合物聚乙烯醇-環(huán)氧熒光素(PVA-EPF)對Pd2+具有熒光響應(yīng),建立了一種實際水樣中Pd2+的檢測方法。第二部分,基于巰基聚乙烯醇修飾的CdS量子點對Hg2+具有熒光響應(yīng),建立了實際水樣中Hg2+的高效檢測方法。
　　本論文共三章,主要研究內(nèi)容為:
　　第一章,文獻(xiàn)綜述。主要介紹了金屬離子檢測的意義及方法,熒光光譜分析法,金屬離子熒光探針;熒光基本原理

3、及基本概念;熒光聚合物材料的研究進(jìn)展,熒光聚合物的制備方法以及熒光聚合物在熒光探針技術(shù),熒光傳感器以及熒光溫度計中的應(yīng)用;量子點的定義、特性、表面修飾以及量子點在光電領(lǐng)域,生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,分析檢測領(lǐng)域的應(yīng)用情況。
　　第二章,通過化學(xué)鍵合的方法,以熒光素(fluore sce in)為熒光小分子與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng),合成出含活性基團(tuán)的3-環(huán)氧丙氧基熒光素(EPF)。再通過開環(huán)反應(yīng)將EPF接枝到聚乙烯醇(PVA)側(cè)鏈上,成功合成了環(huán)境友好

4、的、廉價的、水溶性好、易于成膜的金屬離子響應(yīng)的新型熒光聚合物材料聚乙烯醇-環(huán)氧熒光素(PVA-EPF)。實驗制得的EPF和PVA-EPF,采用核磁(HNMR),質(zhì)譜(HR-MS),紅外光譜(FI-IR)熒光光譜等方法對其結(jié)構(gòu)和性能做了表征。然后,通過對PVA-EPF熒光測定,確定了該材料對水溶液中的Pd2+具有很好的選擇性和靈敏性,并進(jìn)一步考察了該材料濃度、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度和體系pH值對熒光強(qiáng)度的影響。最后,基于P VA-EPF在波長

5、為520 nm處熒光信號的猝滅,且猝滅程度隨Pd2+濃度呈良好線性變化,建立了一種環(huán)境友好、廉價、簡單、快速、靈敏的檢測實際水樣中Pd2+的熒光光譜分析檢測方法。此方法的檢測限是2.8×10-8mol/L,Pd2+測定的線性范圍為5×10-8 mo l/L~6×10-5 mo l/L,線性相關(guān)系數(shù)是0.993。
　　第三章,通過化學(xué)鍵合的方法,利用巰基乙酸在酸性條件下與PVA發(fā)生反應(yīng)將巰基結(jié)合于PVA側(cè)連上,從而制得水溶性巰基聚乙

6、烯醇(PVA-SH)。然后再加入醋酸鎘(Cd(CH3COO)2·2H20)和九水硫化鈉(Na2S·9H2O),在隔絕空氣的條件下反應(yīng)制得巰基聚乙烯醇修飾的水溶性量子點(PVA-SH-CdS)。采用紅外光譜(IR)、熱重分析法(TG-DTA)、X射線分析法(XRD)、凝膠滲透色譜(GPC)、透射電鏡(TEM)、熒光光譜等分別對P VA-SH和PVA-SH-CdS的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征。然后,通過對PVA-SH-CdS QDs水溶液、固體、

7、膜的熒光測定,確定了該量子點具有熒光性,并且對Hg2+具有熒光響應(yīng)性。最后,基于PVA-SH-CdS QDs在波長520nm處熒光信號的猝滅,并且相對熒光強(qiáng)度(I0/I)和Hg2+濃度(c)之間存在良好的線性關(guān)系,我們制備了一種快速、簡單地測定水溶液中汞離子的熒光探針,從而建立了一種快速、環(huán)境友好、廉價的測定實際水樣中Hg2+的熒光光譜分析方法。線性關(guān)系式為:I0/I=0.0006c+1.0169,線性相關(guān)系數(shù)為0.9978。Hg2+濃