苝酰亚胺功能化的金/银纳米颗粒对重金属离子的可视化识别研究
发布时间：2021-06-01 00:46
对于生态环境而言,无论是空气、水源还是土壤,重金属离子都是严重的污染物。因为重金属离子不能在自然界中降解、转变而消失,所以治理十分困难。为此找到一种能够快速准确的检测出重金属离子的方法是一件迫在眉睫的事情。目前比较成熟的检测重金属离子的方法都需要大型仪器配合。虽然就检测结果的准确性而言这些方法都有优势,但检测过程往往是纷繁复杂,并且价格昂贵,检测周期较长,已经不能适应人们对日益上升的环境治理问题的要求。研究发现,纳米颗粒的颜色与其粒径、形貌以及聚集状态有关,以纳米颗粒作为可视化检测试剂检测重金属离子是一种全新的思路。本论文以实验和计算机模拟相结合,研究了金、银纳米颗粒对重金属离子的识别作用,为实现对重金属离子的快速、简便的识别提供了理论依据。本论文工作主要分为以下三个方面:1)以赖氨酸修饰的苝酰亚胺（LPL）为功能化试剂,在不同pH值（10.0、11.0、12.0、12.6）下制备了粒径约7nm的银纳米颗粒（AgNPs）。在pH=12.6时,银纳米颗粒对Cr6+有着特异性的识别能力,最低检测浓度为100nM;pH值降低至12.0时,对Cr6+的最低检测为2μM;pH=11.0时,银纳米...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１．不同尺寸的ＡｇＮＰｓ的照片及其ＳＰＲ吸收峰？??表面增强拉曼散射：拉曼散射指由于样品在激发条件下，分子、晶格振动而产生的非??
？〇〇〇??又／?ｎｍ??图１－１．不同尺寸的ＡｇＮＰｓ的照片及其ＳＰＲ吸收峰？??表面增强拉曼散射：拉曼散射指由于样品在激发条件下，分子、晶格振动而产生的非??弹性散射，使得被散射光波频率发生改变的现象。印度物理学家拉曼于１９２８年首先发现??了这一现象，遂被命名为拉曼［２Ｇ］。拉曼光谱在物质的分析检测中发挥着重要作用，这是因??为拉曼谱线的强度、位移甚至是数目等都能反映物质结构的相关信息，而且拉曼光谱的分??析方法具有操作简单、误差小、灵敏度高、测定时间短等显著优点。但是，拉曼光谱的强??度太弱限制／它的应用。１９７４年，英国的Ｆｌｅｉｓｃｈｍｅ、Ｈｅｎｄｒａ和ＭｃＱｕｉｌｌａｎ等人通过测定??银电极表面的单分子层吡啶，发现由此得到的拉曼信号大大的增强了。在后来的深入研究??中发现
。??除了使用未改性的Ａｕ／ＡｇＮＰｓ外，对改性金银纳米颗粒的研究更为广泛而深入。这种方??法使用的是对某一种或者多种金属离子有特殊响应的分子、离子作为改性材料，修饰在纳??米颗粒的表面。待检测金属离子加入后会与纳米颗粒表面的改性材料作用，进而导致??ＡｕＮＰｓ聚集、变色。例如Ｗｕ?Ａｉ－Ｇｕｏ课题组［２９］和Ｌｉ?Ｈａｉｂｉｎｇ课题组［３Ｑ］分别以三聚磷酸盐??（Ｐ３〇ｕ）５＿）和环糊精－类金刚烷（Ｐ－ＣＤ－ＡＤＭ）作为改性分子检测水溶液中的Ｍｎ２＋，检测??过程如图１－３所示。Ｗｕ?Ａｉ－Ｇｕｏ课题组利用Ｐ３０１Ｑ５－可以与Ｍｎ２＋配位形成螯合物这一特点，??将Ｐ３Ｏ１０５—修饰到ＡｇＮＰｓ表面，制备出Ｐ３Ｏ１０５－－ＡｇＮＰｓ。加入Ｍｎ２＋后，Ｐ３Ｏ１０５－与Ｍｎ２＋配位从??而将分散的ＡｇＮＰｓ桥连，最终使得ＡｇＮＰｓ聚集，溶胶颜色变红。Ｌｉ?Ｈａｉｂｉｎｇ课题组首先制??备了?Ｐ－ＣＤ－ＡｇＮＰｓ，其中Ｐ－ＣＤ是一种很好的主体分子，可以与许多客体分子形成主客体结??构。在ＬｉＨａｉｂｉｎｇ的工作中使用了类金刚烷分子（ＡＤＭ，如图ｌ－３ｂ）与（３－ＣＤ形成主客体??结构，使得ｐ－ＣＤ－ＡｇＮＰｓ发生自组装形成（３－ＣＤ－ＡＤＭ－ＡｇＮＰｓ。ＡＤＭ中的链状偶氮冠醚很??强的金属离子配体，能与Ｍｎ２＋络合，从而导致ＡｇＮＰｓ聚集变色。??ｉｌ?＇ｈＷＩ＇２，亡，?＇ａ?；?Ｃ？Ｗ；?；■?；?ｉ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国部分省会城市PM2.5中重金属水平及影响因素分析[J]. 汪浪,杨海龙,李晓燕. 环境化学. 2017(01)
[2]Materials Studio软件在分子模拟课程教学中的应用[J]. 李映图,乔智威,李理波,周健. 广州化工. 2016(21)
[3]不同形貌尺寸金纳米颗粒的制备及其光学性能研究(英文)[J]. 徐宏妍,薛晨阳,张强,王慧娟,袁艳玲,孙东,熊继军. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2014(01)
[4]农田土壤重金属污染状况及修复技术研究[J]. 樊霆,叶文玲,陈海燕,鲁洪娟,张颖慧,李定心,唐子阳,马友华. 生态环境学报. 2013(10)
[5]中国大气重金属污染研究进展与趋势[J]. 姚琳,廖欣峰,张海洋,凌晨,于志勇. 环境科学与管理. 2012(09)
[6]苝酰亚胺衍生物的合成及其应用进展[J]. 徐业伟,朱方华,张林. 材料导报. 2010(21)
[7]Phytoremediation of heavy metal polluted soils and water:Progresses and perspectives[J]. Mohammad Iqbal LONE,Peter J.STOFFELLA. Journal of Zhejiang University（Science B:An International Biomedicine & Biotechnology Journal）. 2008(03)
[8]不同氟取代基对苝酰亚胺电子迁移率的影响[J]. 施敏敏,陈红征,汪茫. 化学学报. 2006(08)
[9]苝四羧酸铈在TiO2纳米晶膜上的光电转化性质[J]. 黄春辉,李富友,杨术明,翁诗甫,付小艺,吴念祖,奎热西,刘凤琴,钱海杰. 中国科学（B辑 化学）. 2001(02)
硕士论文
[1]几种水溶性的苝酰亚胺化合物的合成及性质研究[D]. 孙娟娟.山东师范大学 2010
[2]苝酰亚胺类可溶性耐候喷墨染料的研究[D]. 邹德新.大连理工大学 2009
本文编号：3209312
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１．不同尺寸的ＡｇＮＰｓ的照片及其ＳＰＲ吸收峰？??表面增强拉曼散射：拉曼散射指由于样品在激发条件下，分子、晶格振动而产生的非??
？〇〇〇??又／?ｎｍ??图１－１．不同尺寸的ＡｇＮＰｓ的照片及其ＳＰＲ吸收峰？??表面增强拉曼散射：拉曼散射指由于样品在激发条件下，分子、晶格振动而产生的非??弹性散射，使得被散射光波频率发生改变的现象。印度物理学家拉曼于１９２８年首先发现??了这一现象，遂被命名为拉曼［２Ｇ］。拉曼光谱在物质的分析检测中发挥着重要作用，这是因??为拉曼谱线的强度、位移甚至是数目等都能反映物质结构的相关信息，而且拉曼光谱的分??析方法具有操作简单、误差小、灵敏度高、测定时间短等显著优点。但是，拉曼光谱的强??度太弱限制／它的应用。１９７４年，英国的Ｆｌｅｉｓｃｈｍｅ、Ｈｅｎｄｒａ和ＭｃＱｕｉｌｌａｎ等人通过测定??银电极表面的单分子层吡啶，发现由此得到的拉曼信号大大的增强了。在后来的深入研究??中发现
。??除了使用未改性的Ａｕ／ＡｇＮＰｓ外，对改性金银纳米颗粒的研究更为广泛而深入。这种方??法使用的是对某一种或者多种金属离子有特殊响应的分子、离子作为改性材料，修饰在纳??米颗粒的表面。待检测金属离子加入后会与纳米颗粒表面的改性材料作用，进而导致??ＡｕＮＰｓ聚集、变色。例如Ｗｕ?Ａｉ－Ｇｕｏ课题组［２９］和Ｌｉ?Ｈａｉｂｉｎｇ课题组［３Ｑ］分别以三聚磷酸盐??（Ｐ３〇ｕ）５＿）和环糊精－类金刚烷（Ｐ－ＣＤ－ＡＤＭ）作为改性分子检测水溶液中的Ｍｎ２＋，检测??过程如图１－３所示。Ｗｕ?Ａｉ－Ｇｕｏ课题组利用Ｐ３０１Ｑ５－可以与Ｍｎ２＋配位形成螯合物这一特点，??将Ｐ３Ｏ１０５—修饰到ＡｇＮＰｓ表面，制备出Ｐ３Ｏ１０５－－ＡｇＮＰｓ。加入Ｍｎ２＋后，Ｐ３Ｏ１０５－与Ｍｎ２＋配位从??而将分散的ＡｇＮＰｓ桥连，最终使得ＡｇＮＰｓ聚集，溶胶颜色变红。Ｌｉ?Ｈａｉｂｉｎｇ课题组首先制??备了?Ｐ－ＣＤ－ＡｇＮＰｓ，其中Ｐ－ＣＤ是一种很好的主体分子，可以与许多客体分子形成主客体结??构。在ＬｉＨａｉｂｉｎｇ的工作中使用了类金刚烷分子（ＡＤＭ，如图ｌ－３ｂ）与（３－ＣＤ形成主客体??结构，使得ｐ－ＣＤ－ＡｇＮＰｓ发生自组装形成（３－ＣＤ－ＡＤＭ－ＡｇＮＰｓ。ＡＤＭ中的链状偶氮冠醚很??强的金属离子配体，能与Ｍｎ２＋络合，从而导致ＡｇＮＰｓ聚集变色。??ｉｌ?＇ｈＷＩ＇２，亡，?＇ａ?；?Ｃ？Ｗ；?；■?；?ｉ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国部分省会城市PM2.5中重金属水平及影响因素分析[J]. 汪浪,杨海龙,李晓燕. 环境化学. 2017(01)
[2]Materials Studio软件在分子模拟课程教学中的应用[J]. 李映图,乔智威,李理波,周健. 广州化工. 2016(21)
[3]不同形貌尺寸金纳米颗粒的制备及其光学性能研究(英文)[J]. 徐宏妍,薛晨阳,张强,王慧娟,袁艳玲,孙东,熊继军. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2014(01)
[4]农田土壤重金属污染状况及修复技术研究[J]. 樊霆,叶文玲,陈海燕,鲁洪娟,张颖慧,李定心,唐子阳,马友华. 生态环境学报. 2013(10)
[5]中国大气重金属污染研究进展与趋势[J]. 姚琳,廖欣峰,张海洋,凌晨,于志勇. 环境科学与管理. 2012(09)
[6]苝酰亚胺衍生物的合成及其应用进展[J]. 徐业伟,朱方华,张林. 材料导报. 2010(21)
[7]Phytoremediation of heavy metal polluted soils and water:Progresses and perspectives[J]. Mohammad Iqbal LONE,Peter J.STOFFELLA. Journal of Zhejiang University（Science B:An International Biomedicine & Biotechnology Journal）. 2008(03)
[8]不同氟取代基对苝酰亚胺电子迁移率的影响[J]. 施敏敏,陈红征,汪茫. 化学学报. 2006(08)
[9]苝四羧酸铈在TiO2纳米晶膜上的光电转化性质[J]. 黄春辉,李富友,杨术明,翁诗甫,付小艺,吴念祖,奎热西,刘凤琴,钱海杰. 中国科学（B辑 化学）. 2001(02)
硕士论文
[1]几种水溶性的苝酰亚胺化合物的合成及性质研究[D]. 孙娟娟.山东师范大学 2010
[2]苝酰亚胺类可溶性耐候喷墨染料的研究[D]. 邹德新.大连理工大学 2009
本文编号：3209312
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