高分子稳定的贵金属纳米颗粒的制备、表征及其在重金属离子检测中的应用

发布时间：2017-05-17 05:06

  本文关键词：高分子稳定的贵金属纳米颗粒的制备、表征及其在重金属离子检测中的应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：重金属广泛分布于自然界中,它的存在给人类生活带来的影响是双重的,既在某些领域发挥着其独有的特性,造福人类,而另一方面重金属的使用过度或不当会造成环境污染,尤其是对水资源造成的污染。因此,加强对水溶液中的重金属的监测是随着工业的发展所必需的技术研究。目前,基于金、银纳米颗粒检测重金属离子的检测体系已成为生物纳米研究领域的一个研究热点。本课题系分别以第五代聚酰胺-胺树状大分子(generation5Polyamidoamine dendrimer, G5PAMAM dendrimer)和γ-聚谷氨酸(y-Polyglutamic acid)作为银纳米颗粒和金纳米颗粒稳定的模板,构建用于水溶液中重金属检测的传感器。利用所加入的重金属离子与溶液中的金、银纳米颗粒之间的相互反应或螯合作用,从而使纳米颗粒的尺寸发生改变,导致使金、银纳米颗粒特有的表面等离子共振峰(Surface Plasmon Resonance)发生变化,使得纳米粒子溶液的颜色发生改变,最终实现肉眼观测和定量检测水溶液中特定重金属离子的含量。 (1)利用PAMAM树状大分子作为稳定剂,通过还原法制备银纳米颗粒。该方法制备得到的银纳米颗粒([(Ag0)100-G5.NH2])具有良好的稳定性,且粒径较小。由于汞离子的电势高于银单质,因此两者相互接触时,银纳米颗粒中的银单质会与汞离子间发生氧化还原的作用,从而导致整个银纳米颗粒粒径变小,并发生颜色的变化(从黄色变为无色)。因此,可以利用这一氧化还原作用建立一种基于G5PAMAM树状大分子稳定的银纳米颗粒比色检测水溶液中汞离子的方法。 研究表明,本文中所合成的[(Ag0)100-G5.NH2]可以实现肉眼检测水溶液中的汞离子,并可以利用紫外分光光度计定量检测10-10000μg/mL的汞离子,最低检测限为0.7μg/mL,且[(Ag0)100-G5.NH2]对汞离子具有良好的特异性,在有其他离子的干扰条件下也可以检测到汞离子的存在。该体系较高的灵敏度、良好的特异性以及材料本身高度的稳定性保证了[(Ag0)100-G5.NH2]对水溶液中汞离子检测效果。 (2)以γ-聚谷氨酸作为稳定剂,利用硼氢化钠(NaBH4)作为还原剂制备得到稳定的金纳米颗粒。由于聚谷氨酸含有丰富的羧基,当加入三价铬离子时,聚谷氨酸上的羧基由于三价铬离子的存在而相互靠近,从而使γ-聚谷氨酸稳定的金纳米颗粒发生聚集,导致溶液颜色发生明显改变(从酒红色变为紫色),并发生紫外吸收的变化。因此,我们可以根据其SPR紫外吸收值的变化与三价铬离子浓度的关系建立一种水溶液中三价铬离子的检测方法。 研究表明,该方法所得到的y-PGA-Au NPs具有良好的稳定性,可以在常温环境下长期保存,目TEM测试结果表明其粒径较小,保证了其检测的灵敏度,可以在三价铬离子浓度为90ng/mL及以上实现肉眼检测。由于三价铬离子可以使金纳米颗粒聚集,可利用SPR紫外吸收值的变化定量检测浓度在0.5-140ng/mL的水溶液中的三价铬离子。得到的检测限为0.2ng/mL。 可见,该方法是一种简单、快速、方便的三价铬离子的检测方法,其具有良好的选择性和高度的灵敏性,保证了其在该领域的广泛应用。
【关键词】：聚酰胺胺树状大分子 γ-聚谷氨酸 比色检测 金纳米颗粒 银纳米颗粒 汞离子 三价铬离子
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O657.3;X832
【目录】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-28
• 1.1 研究背景和意义12
• 1.2 聚酰胺胺树状大分子简介12-16
• 1.2.1 PAMAM树状大分子的结构和性质13-14
• 1.2.2 PAMAM树状大分子的功能和应用14-16
• 1.3 聚谷氨酸的简介16-19
• 1.3.1 聚谷氨酸的性质16-17
• 1.3.2 聚谷氨酸的生产合成17-18
• 1.3.3 聚谷氨酸的应用18-19
• 1.4 金纳米颗粒简介19-21
• 1.4.1 金纳米颗粒的性质19-20
• 1.4.2 金纳米颗粒的制备方法20-21
• 1.4.3 金纳米颗粒在重金属检测中的应用21
• 1.5 银纳米颗粒简介21-25
• 1.5.1 银纳米颗粒的性质22
• 1.5.2 银纳米颗粒的制备方法22-25
• 1.5.3 银纳米材料重金属离子检测中的应用25
• 1.6 本文的研究目标、内容及创新性25-28
• 1.6.1 研究目标25-26
• 1.6.2 研究内容26-27
• 1.6.3 创新性27-28
• 第二章 第五代聚酰胺胺型树状大分子稳定的银纳米颗粒的制备及其在水溶液中汞离子检测中的应用28-44
• 2.1 引言28-29
• 2.2 实验部分29-32
• 2.2.1 实验材料与试剂29-30
• 2.2.2 实验设备30
• 2.2.3 [(Ag~0)100-G5.NH_2]的制备30
• 2.2.4 [(Ag~0)100-G5.NH_2]用于汞离子的检测30-31
• 2.2.5 [(Ag~0)100-G5.NH_2]检测汞离子的选择性测试31
• 2.2.6 [(Ag~0)100-G5.NH_2]检测汞离子的加样回收实验31
• 2.2.7 材料的表征31-32
• 2.3 结果与讨论32-43
• 2.3.1 实验思路32-33
• 2.3.2 材料的表征及检测方法33-37
• 2.3.3 [(Ag~0)100-G5.NH_2]检测汞离子方法的建立37-39
• 2.3.4 [(Ag~0)100-G5.NH_2]对汞离子检测的选择性39-41
• 2.3.5 [(Ag~0)100-G5.NH_2]的稳定性41-42
• 2.3.6 [(Ag~0)100-G5.NH_2]对汞离子检测的加样回收试验42-43
• 2.4 本章小结43-44
• 第三章 聚谷氨酸稳定的金纳米颗粒的制备及其在检测水溶液中三价铬离子的应用44-60
• 3.1 引言44-45
• 3.2 实验部分45-48
• 3.2.1 实验材料与试剂45-46
• 3.2.2 实验设备46
• 3.2.3 γ-PGA-Au NPs的制备46-47
• 3.2.4 γ-PGA-Au NPs用于三价铬离子的检测47
• 3.2.5 γ-PGA-Au NPs检测三价铬离子的选择性测试47
• 3.2.6 γ-PGA-Au NPs检测三价铬离子的加样回收实验47
• 3.2.7 材料的表征47-48
• 3.3 结果与讨论48-59
• 3.3.1 实验思路48-49
• 3.3.2 材料的表征及检测方法49-53
• 3.3.3 γ-PGA-Au NPs检测三价铬离子方法的建立53-55
• 3.3.4 γ-PGA-Au NPs对三价铬离子检测的选择性55-57
• 3.3.5 γ-PGA-Au NPs的稳定性57-58
• 3.3.6 γ-PGA-Au NPs对三价铬离子检测的加样回收试验58-59
• 3.4 本章小结59-60
• 第四章 结论与展望60-62
• 4.1 主要结论60
• 4.2 展望60-62
• 参考文献62-67
• 攻读硕士期间发表的文章、专利67-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 朱桂琴;史建公;王万林;;银纳米材料制备和应用进展[J];科技导报;2010年22期

  本文关键词：高分子稳定的贵金属纳米颗粒的制备、表征及其在重金属离子检测中的应用，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：372579