水环境中双酚A的分子印迹—化学发光检测及降解效能研究

发布时间：2017-07-20 07:15

  本文关键词：水环境中双酚A的分子印迹—化学发光检测及降解效能研究

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【摘要】：双酚A(BPA)是一种典型的环境雌激素,用于合成聚碳酸酯、环氧树脂和热敏纸,经常出现在各种日用产品中。BPA的大量使用,使自来水、生活污水和空气中都有BPA的存在,而低浓度的BPA就能对人类或动物的内分泌功能造成干扰。因此有必要建立一种快速、简便、低成本的双酚A检测方法和降解方法。本文建立了检测BPA的增敏性化学发光方法,成功应用于对环境实际样品中BPA的测定。并采用本体聚合技术,制备了BPA分子印迹聚合物(MIPs)用于固相萃取,对复杂水体中的BPA进行富集纯化,建立测定实际水体中BPA的分子印迹-化学发光分析方法。利用该方法和液相方法测定了铁络合物催化类Fenton体系降解BPA后的BPA残余量和降解率,并模拟实际水体,考察了几种主要的水体本底成分对BPA降解的影响。本文合成了二过碘酸合铜(DPC),基于DPC对鲁米诺-过氧化氢化学发光体系的催化作用,建立了DPC-鲁米诺-过氧化氢化学发光检测体系。研究发现,BPA在5×10-8~1×10-6 mol/L浓度范围内,lgCBPA与体系化学发光强度成良好的线性关系,方法检出限为1.41×10-9 mol/L。将该方法用于瓶装水、PC水瓶、PC碗等环境实际样品的分析,在瓶装水中没有检出BPA,而在PC水瓶和PC碗中均检出了超标的BPA。对制备的分子印迹聚合物(MIPs)进行静态吸附实验,发现MIPs在水中吸附速率很快,2min达到吸附饱和,相比在甲醇、乙腈、乙醇、氯仿等介质中,MIPs在水中吸附量也是最大。对MIPs在BPA、苯酚、腐殖酸的单体系和混合体系中选择吸附性能进行研究,实验结果表明,三者的竞争吸附能力为BPA苯酚腐殖酸,因此MIPs作为固相萃取材料,能有效消除实际水体中苯酚和腐殖酸对化学发光法测定BPA的干扰。对固相萃取条件进行优化,并将该分子印迹-化学发光分析方法成功应用于实际水体中BPA的测定。研究吡啶型酰胺-铁催化氧化降解BPA的反应发现,适量增加铁络合物和过氧化氢的投加量,都会提高BPA的降解率,减少残余量。pH对BPA降解率影响较大,体系在碱性(pH=9.9和pH=10.76)时BPA降解率较高,分别为94.1%和93.1%。异丙醇对铁络合物催化氧化BPA的抑制作用不明显,腐殖酸对铁络合物催化氧化BPA有较明显的抑制作用,腐殖酸浓度从0 mg/L增加到20 mg/L时,BPA降解率从65%降低到45.8%;硅酸盐也对铁络合物催化氧化BPA有明显的抑制作用,硅酸盐浓度从0 mg/L增加到5 mg/L时,BPA降解率从65%降低到48.6%。
【关键词】：双酚A 化学发光 分子印迹 固相萃取 铁络合物
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3;X832
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 环境雌激素概述11-12
• 1.1.1 环境雌激素的危害11
• 1.1.2 典型雌激素双酚A11-12
• 1.1.3 双酚A的检测方法12
• 1.2 化学发光分析法12-15
• 1.2.1 化学发光分析法概述12-13
• 1.2.2 二过碘酸合铜在化学发光中的应用13-14
• 1.2.3 化学发光法与其他技术的联用14-15
• 1.3 分子印迹技术15-19
• 1.3.1 分子印迹技术概述15
• 1.3.2 分子印迹体系的基本组成15-18
• 1.3.3 分子印迹聚合物的制备18-19
• 1.4 分子印迹固相萃取-化学发光联用法19-20
• 1.4.1 分子印迹固相萃取技术19-20
• 1.4.2 分子印迹固相萃取技术与化学发光分析的联用20
• 1.5 铁络合物催化类Fenton氧化研究进展20-21
• 1.6 课题研究目的意义及主要内容21-23
• 1.6.1 课题研究的目的和意义21
• 1.6.2 课题研究的主要内容21-22
• 1.6.3 技术路线22-23
• 第2章 实验材料和方法23-31
• 2.1 实验药品与仪器23-24
• 2.2 化学发光分析实验方法24-25
• 2.2.1 二过碘酸合铜的制备方法24
• 2.2.2 化学发光强度的测量方法24-25
• 2.2.3 样品预处理方法25
• 2.3 分子印迹固相萃取-化学发光联用分析实验方法25-29
• 2.3.1 双酚A分子印迹聚合物的制备方法25-26
• 2.3.2 分子印迹聚合物的表征方法26
• 2.3.3 静态吸附实验方法26-28
• 2.3.4 分子印迹固相萃取-化学发光检测联用方法28-29
• 2.4 吡啶型酰胺-铁催化氧化降解双酚A实验方法29-31
• 2.4.1 吡啶型酰胺-铁的制备方法29
• 2.4.2 铁络合物催化氧化反应实验方法29-31
• 第3章 二过碘酸合铜/鲁米诺/H2O2增敏性化学发光体系检测双酚A31-40
• 3.1 引言31
• 3.2 增敏剂DPC的表征31-32
• 3.3 化学发光动力学曲线32-33
• 3.4 反应条件的优化33-36
• 3.4.1 NaOH浓度的选择33-34
• 3.4.2 DPC浓度的选择34
• 3.4.3 鲁米诺浓度的选择34-35
• 3.4.4 过氧化氢浓度的选择35-36
• 3.5 标准曲线及检出限36
• 3.6 干扰实验36-37
• 3.7 样品分析及回收率实验37
• 3.8 发光机理的探讨37-38
• 3.9 本章小结38-40
• 第4章 分子印迹固相萃取-化学发光法检测水体中的双酚A40-52
• 4.1 引言40
• 4.2 双酚A分子印迹聚合物的洗脱40-42
• 4.2.1 洗脱液中双酚A浓度的变化40-41
• 4.2.2 洗脱液中pH的变化41-42
• 4.3 双酚A分子印迹聚合物的表征42-44
• 4.3.1 扫描电镜（SEM）表征42-43
• 4.3.2 红外光谱（FTIR）表征43
• 4.3.3 比表面积（BET）表征43-44
• 4.4 双酚A分子印迹聚合物的静态吸附性能研究44-48
• 4.4.1 不同介质对MIPs吸附特性的影响44
• 4.4.2 MIPs吸附动力学过程44-46
• 4.4.3 MIPs和NIPs对双酚A的吸附等温线46
• 4.4.4 分子印迹选择吸附性能研究46-48
• 4.5 分子印迹-化学发光法检测水体中双酚A48-50
• 4.5.1 分子印迹固相萃取条件优化48-49
• 4.5.2 联用方法检测水体中双酚A49-50
• 4.6 本章小结50-52
• 第5章 吡啶型酰胺-铁催化H2O2氧化降解双酚A的效能研究52-63
• 5.1 引言52
• 5.2 吡啶型酰胺-铁催化氧化降解双酚A的效能52-58
• 5.2.1 过氧化氢投加量对双酚A降解的影响52-54
• 5.2.2 铁络合物投加量对双酚A降解的影响54-55
• 5.2.3 pH对双酚A降解的影响55-56
• 5.2.4 双酚A初始浓度对双酚A降解的影响56-58
• 5.3 异丙醇对铁络合物/H2O2降解双酚A的抑制作用58-59
• 5.4 水中本底成分对双酚A降解的影响59-62
• 5.4.1 腐殖酸对双酚A降解的影响60-61
• 5.4.2 硅酸盐对双酚A降解的影响61-62
• 5.5 本章小结62-63
• 结论63-65
• 参考文献65-72
• 致谢72

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本文编号：566833