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(cè).pdf

1、近年來(lái),環(huán)境問(wèn)題一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。我國(guó)工業(yè)迅猛發(fā)展的同時(shí)也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)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(shí)時(shí)檢測(cè)和控制重金屬離子含量的方法具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。鈀廣泛應(yīng)用于燃料電池、牙冠及珠寶等,從而就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的鈀離子殘留。鈀會(huì)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(diǎn),因?yàn)楣x子進(jìn)入人體后,對(duì)機(jī)體會(huì)造成多

2、系統(tǒng)的嚴(yán)重?fù)p害。因此,本論文的研究?jī)?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(duì)Pd2+具有熒光響應(yīng),建立了一種實(shí)際水樣中Pd2+的檢測(cè)方法。第二部分,基于巰基聚乙烯醇修飾的CdS量子點(diǎn)對(duì)Hg2+具有熒光響應(yīng),建立了實(shí)際水樣中Hg2+的高效檢測(cè)方法。
　　本論文共三章,主要研究?jī)?nèi)容為:
　　第一章,文獻(xiàn)綜述。主要介紹了金屬離子檢測(cè)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(jì)中的應(yīng)用;量子點(diǎn)的定義、特性、表面修飾以及量子點(diǎn)在光電領(lǐng)域,生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,分析檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況。
　　第二章,通過(guò)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(guò)開(kāi)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(jià)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(shí)驗(yàn)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(duì)其結(jié)構(gòu)和性能做了表征。然后,通過(guò)對(duì)PVA-EPF熒光測(cè)定,確定了該材料對(duì)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(shí)間、反應(yīng)溫度和體系pH值對(duì)熒光強(qiáng)度的影響。最后,基于P VA-EPF在波長(zhǎng)

5、為520 nm處熒光信號(hào)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(jià)、簡(jiǎn)單、快速、靈敏的檢測(cè)實(shí)際水樣中Pd2+的熒光光譜分析檢測(cè)方法。此方法的檢測(cè)限是2.8×10-8mol/L,Pd2+測(cè)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(guò)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(diǎn)(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(duì)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(guò)對(duì)PVA-SH-CdS QDs水溶液、固體、

7、膜的熒光測(cè)定,確定了該量子點(diǎn)具有熒光性,并且對(duì)Hg2+具有熒光響應(yīng)性。最后,基于PVA-SH-CdS QDs在波長(zhǎng)520nm處熒光信號(hào)的猝滅,并且相對(duì)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(jiǎn)單地測(cè)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(jià)的測(cè)定實(shí)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