基于功能化无限配位聚合物的环境分析方法及应用研究

发布时间：2021-08-18 17:11

　　随着工业的快速发展,环境污染问题日益突出,不仅对生态系统造成破坏,也严重威胁着人类的生活与健康,因此加强对环境污染物的监管十分重要。目前,环境分析领域存在的目标物含量低、组分复杂、具有高时空分布问题,使得环境分析面临的挑战愈发严峻,同时也对检测方法提出了更高的要求。无限配位聚合物纳米材料由于易于合成且可通过合理设计调控其形态、组成、性能,在环境分析领域具有巨大潜力。因此,通过对无限配位聚合物纳米材料进行功能化以改进其发光性能,发展快速、便捷、原位的新型环境污染物分析方法具有重要意义。本论文筛选了石墨烯量子点、苯基乙烯基荧光分子作为客体,对无限配位聚合物纳米粒子进行功能化,制备了具有良好光学响应性能的复合无限配位聚合物纳米材料。通过合理设计中心金属离子、配体与客体之间的金属竞争配位作用,利用上述复合纳米材料作为探针,成功实现了对环境中污染物（有机磷农药）及污染特征标记物（乙酰胆碱酯酶、2,6-吡啶二羧酸）的快速分析。本论文构建的检测方法灵敏度高,选择性好,操作简单,为快速高效检测方法的构建提供了新的思路,也为环境污染物监测提供了新的技术和方法支撑,在环境安全评估和人类健康保障方面具有良好... 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

（A）通过混合配体和中心金属形成ICPs的反应示意图；（B）通过AMP和镧系金属离子的自组装形成纳米粒子的示意图

华东师范大学硕士学位论文6图1.2基于智能手机的现场可视化分析方法已广泛应用于各个领域。Figure1.2Theon-sitevisualanalysismethodbasedsmartphonehasbeenwidelyusedinvariousfields.3.3无限配位聚合物在环境分析中的应用基于无限配位聚合物纳米材料的分析方法目前已广泛应用于环境污染物的检测，由于构造简单，方便快捷，在金属离子、无机盐、pH、生物标记物及环境污染指标等检测中发挥着重要的作用。3.3.1环境中金属离子的测定金属离子对自然环境和生命体的生长发育具有重要的意义，但过量的暴露会对人体健康造成极大的损害，因此，对环境中金属离子的识别和检测正日益受到人们的关注。如图1.3A所示，Shi课题组在N，N-二甲基甲酰胺（DMF）和水的混合溶液中将配体H4BTC与Tb3+混合，在微波加热的辅助下，大规模生产出均匀的新型草捆状ICP。这种Tb-ICP在紫外灯激发下表现出强烈的绿色发射，且Pb2+和Hg2+等重金属离子可猝灭Tb-ICP的荧光，高灵敏度使其应用于重金属离子污染的监测67。如图1.3B所示，Tong课题组报道了一种基于双配体无限配位聚合物纳米材料荧光探针检测铜离子（Cu2+）的比例型荧光方法，鲁米诺-Tb-GMPICP由Tb3+作为中心金属离子，GMP及鲁米诺作为桥联配体组成。在Cu2+的存在下，作为反应部分的GMP-Tb的荧光是动态猝灭的，而用作参比的鲁米诺的荧光保持恒定。因此，通过测量鲁米诺在430nm和Tb3+在547nm波长处的荧光强度的比

华东师范大学硕士学位论文8图1.4（A）无限配位聚合物纳米材料通过直接能量转移检测亚硝酸盐；（B）由Ag+和SCN–（用作AND逻辑门和S2–传感器）调节的ENX敏化Eu3+发光的示意图。Figure1.4(A)Strategyofterbiumcoordinationpolymernanoparticlesensingnitritebydirectenergytransfer.(B)SchematicrepresentationoftheENX-basedsensitizationofEu3+luminescenceregulatedbyAg+andSCN–usedasanANDlogicgateandaS2–sensor.3.3.3pH值的测定pH值是重要的水质参数之一，河流湖泊等自然水体的pH值也作为水质分类的一个重要指标。因此，对环境介质中pH值的检测也成为一个重点研究方向。如图1.5A所示，Du课题组成功合成了三种以草酸盐为配体，Tb3+为金属离子的无限配位聚合物71。Tb-草酸盐ICP的荧光可以通过调节溶剂的pH值而改变，表明它可以用作检测pH值的探针。图1.5B是Qi课题组通过利用镧系元素和小分子配体设计并组装为环境介质pH值的敏感材料，将Tb3+作为金属离子，1,10-菲咯啉（Phen）作为配体，N"N-二甲基甲酰胺组成（DMF）作溶剂，利用电子转移效应实现溶液pH的高灵敏检测72。A)B)


本文编号：3350291