稀土上转换荧光探针的合成及对全氟辛烷磺酸的选择性检测

来源 :南昌航空大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tq08eb0
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
全氟辛烷磺酸(Perfluorooctanesulfonate,PFOS)作为环境中各种全氟化合物(Perfluorinatedcompounds,PFCS)的最终有机产物之一,其具有环境持久性、生物蓄积性以及远距离迁移等特性,容易在环境中进行富集,并对人体造成潜在危害,建立简便、快速、灵敏检测环境水样中PFOS的分析方法具有重要意义。本文基于稀土上转换粒子具有光学稳定性好、背景荧光小和毒性低等优点作为发光材料,同时引入分子印迹技术,构建了荧光探针并用于检测水中PFOS。探讨了探针与PFOS相互作用的机理,并将该方法应用于环境水样和血清基质中PFOS的分析测定,主要工作内容如下:
  (1)基于氟-氟相互作用的上转换荧光法快速测定全氟辛烷磺酸。使用溶剂热法制备了具有较高荧光稳定性和良好水分散性的上转换纳米粒子NaYF4:Yb,Er,经简单的表面包覆N,O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺修饰后(NaYF4:Yb,Er@SiO2-BSTFA)作为荧光探针与PFOS相互作用,建立了检测PFOS的荧光分析新方法。在pH=6.30的Britton-Robinson缓冲溶液中,PFOS与探针通过氟-氟相互作用快速结合,导致NaYF4:Yb,Er@SiO2-BSTFA的荧光猝灭,且545nm处的荧光强度降低值△F(空白与测试体系荧光强度的差值,F0-F)与PFOS浓度在3~100nmol/L范围内呈线性关系,检出限(3σ)为2.43nmol/L,此荧光探针对PFOS具有较好的选择性响应。
  (2)基于上转换分子印迹荧光探针的制备及其对全氟辛烷磺酸的荧光检测。本工作以NH2-UCNPs作为核支撑材料和荧光信号源、N,O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺为功能单体、十六烷基三甲基溴化铵为致孔剂、PFOS为模板分子、正硅酸乙酯作为交联剂,通过溶胶-凝胶法在NH2-UCNPs表面形成超薄的印迹壳层,去除PFOS后获得具有介孔结构的分子印迹荧光探针NH2-UCNPs@MIPs。在缓冲溶液体系中,PFOS与NH2-UCNPs@MIPs表面的氨基和含氟基团可进行特异性结合,导致NH2-UCNPs@MIPs在980nm照射下的545nm处的荧光发生明显猝灭。据此实现从酸性到碱性pH条件下对PFOS的高效识别和快速、灵敏检测,标准曲线范围为0.01~15nmol/L,检测限为0.01nmol/L。
  (3)将上述所制备两种荧光探针分别应用于自来水、湖水、江水等环境水样以及人血清样品中PFOS检测。其中NaYF4:Yb,Er@SiO2-BSTFA对环境水样以及模拟水样中PFOS的加标回收率在85.8%~118.6%范围内,RSD≤9.8%,可以实现对水样中PFOS的较准确测定。同时对NH2-UCNPS@MIPs探针进行了酸性和中性pH条件下对湖水、江水和人血清样品中PFOS的加标回收实验。结果发现在两种条件下均可实现环境水样和血清样品中PFOS的检测,加标回收率范围在89.0%~117.9%,RSD≤8.31%。所构建NH2-UCNPS@MIPs探针在较宽pH范围内均能实现PFOS的检测,在复杂基质样品检测中具有一定的潜在应用价值。
其他文献
重金属污染是一种危害较为严重的污染类型,对人类生命健康有着极大的威胁,铅污染是常见的重金属污染之一。在铅污染修复过程中,微生物尤其是细菌呈现出较大优势。但大部分修复菌株是从重金属污染环境中分离出来的,随着测序技术的发展,研究者可以分析细菌基因信息并验证其环境修复潜力,进而获得更多的修复菌株。本研究首先对Shinellasp.PQ7基因组数据进行解析,分析及验证其重金属耐受能力。PQ7在耐Pb(Ⅱ)
学位
农村饮用水安全问题一直受到国家高度关注,国家为此相继编制规划以推动农村饮水安全工程的实施。《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)明确规定,生活饮用水必须消毒,而农村饮用水处理厂普遍存在消毒设备不完善,消毒过程不规范等情况。现场制备次氯酸钠是农村饮用水处理厂常用的消毒剂,但现有成套次氯酸钠发生设备操作复杂,且规格不适用于农村小型饮用水处理厂。针对这种情况,本论文研究了一种新型推流式电化学反
各种天然类固醇激素和一些人工合成的内分泌干扰物进入环境中后,通过各种途径进入人体及其它生物体中,其疏水性导致它在生物体内累积,超过一定水平后就会对生物体和人体健康造成威胁,对内分泌系统产生干扰,使之产生生殖障碍。开发合适的分析技术用于内分泌干扰物的监测,对于内分泌干扰物的污染防治与管控都有重要意义。  为实现对各种环境水体中痕量内分泌干扰物的快速、低成本测定,我们制备了两种磁固相萃取材料,对目标内
非电行业已成为我国最大的工业氮氧化物排放来源,减排形式严峻。氨法选择性催化还原脱硝技术(Selective catalytic reduction of NOx with NH3,NH3-SCR)作为高效的氮氧化物去除技术,已在工业固定源上得到了广泛的应用。目前非电行业(如工业锅炉和炉窑等)排放烟气由于具有负荷多变、排烟温度低以及组分复杂等特点,使得高温窗商用钒基催化剂的应用受到了严重的限制。因此
学位
水污染问题已经成为人类不得不面对的一大难题。同时,能源危机又严重制约着人类解决水污染问题的发展。半导体光催化技术因其可以利用取之不尽的太阳能以及优秀的环境净化能力,在解决水污染问题和能源问题上有着广阔的应用前景。到目前为止,人们已经开发出许多优秀的光催化剂并展现出了令人兴奋的光催化性能,但它们都不是完美的。正如被誉为“光催化之星”的石墨相氮化碳(g-C3N4),其拥有制造成本低、制备方法简单、有可
学位
金属有机骨架材料(Metal-organic frameworks,MOFs),又称多孔配位聚合物,是一类通过无机金属离子或金属簇与有机配体自组装形成的纳米多孔新型功能材料。由于其尺寸可调控、超高的比表面积和孔隙率大等特点,且其可选择的金属离子、有机配体的种类繁多,故而MOFs的结构具有多样性,使得其广泛应用于气体吸附、存储和分离、电极材料、药物传输、催化等领域。  本论文研究的主要内容是制备基于
学位
随着经济的发展,工业化进程的加快,大量的重金属污染物随工业废水和城市生活污水被排入自然水体中,严重污染了江、河、湖泊和地下水。因重金属污染物具有难降解、易富集、毒性大的特性而严重危害人类及水生生态的生命安全。因此,同时检测和去除水溶液中的重金属离子是一项与环境保护有关的重要任务。  在众多的重金属废水处理技术中,吸附法因效率高,操作简单、可再生等优点而被广泛应用于重金属废水处理。近年来准确、快速去
学位
我国在面临磷资源枯竭危机的同时,也存在着生活污水和工业废水中含磷量过高的问题。然而目前含磷废水难以有效达标处理和资源化,导致了严重的环境污染和巨大的资源浪费。在诸多除磷工艺中,磷酸铵镁(MAP)结晶法是低成本、有效且能回收磷资源的一种方法。但仍存在MAP结晶特性和规律不清楚、相关基础参数不完善等问题。因此,进一步研究MAP的热力学性质,了解其动力学参数,对含磷废水的处理和磷资源的回收有着重要的现实
学位
科技迅猛发展,为人类社会的发展和文明的进步提供了巨大的推动力,但随之而来的环境污染和能源短缺等问题也困扰着人类更高层次的进步。检测及去除水环境污染物,发展高效的能源存储设备迫在眉睫。本论文的主要内容是研究三种基于过渡金属和二维碳材料复合物的制备,并探讨其对水环境中有机污染物的检测性能以及作为超级电容器的储能性能。具体如下:  1.采用水热法成功制备了3DAgInS2/rGO。rGO和AgInS2晶
随着工业化的发展,水污染日渐严重,在众多水污染治理研究中,光催化技术因其高效、绿色、安全及可持续等特点成为解决水污染最有效的方法之一。  g-C3N4因其具有独特的电子能带结构、易于制备以及稳定的物理化学性质等优点,在能源和环境领域得到了广泛的研究。但是,g-C3N4有效比表面积低、光生载流子复合率高,此外材料片状易堆积等缺点使其光催化效率较低,妨碍了其实际应用。如何提高g-C3N4的可见光催化活
学位