荧光猝灭法快速检测水样中的汞离子

快速、灵敏定量环境水样中的汞离子(Hg~(2+))对水质监测和人体健康有十分重要的意义。本研究利用富含胸腺嘧啶碱基(T)的DNA,发展了一种灵敏的荧光分析法,实现了Hg~(2+)的快速检测。首先,在DNA两端各修饰一个发光基团(6’-FAM)和猝灭基团(BHQ1)。在Hg~(2+)存在时,相对的两个T碱基与Hg~(2+)通过金属配位形成T-Hg~(2+)-T结构,从而使ss DNA形成ds DNA,DNA的结构变化会使发光基团和猝灭基团距离靠近,从而猝灭发光基团的荧光,实现对水样中Hg~(2+)的定量分析。对Hg~(2+)的检测浓度在10～100n M范围内呈线性相关,所用方法检出限为2.0n M(MDL=3σ/S)。     

乙炔黑修饰碳糊电极测定汞离子

制备了乙炔黑修饰碳糊电极,通过循环伏安法研究了Hg~(2+)在裸碳电极和乙炔黑修饰碳糊电极上的电化学行为。实验结果表明,Hg~(2+)在乙炔黑修饰电极上有明显的氧化还原峰。同时对实验条件进行了优化,在该优化条件下,氧化峰峰电流随着Hg~(2+)浓度的增加在3.0×10~(-7)~2.4×10~(-5)mol/L范围内线性增加,检出限为2.3×10~(-8)mol/L。采用标准加入法成功地检测了模拟水样当中的痕量Hg~(2+)。     

陈皮提取物绿色合成纳米银无标记比色法检测汞离子

以陈皮提取物为还原剂和表面保护剂,一步法合成纳米银(Ag NPs)@陈皮,采用紫外可见吸收光谱、透射电镜及X-射线衍射等对其进行表征,并将Ag NPs@陈皮作为汞离子(Hg~(2+))传感探针,采用比色法检测水体中Hg~(2+)。结果表明,Ag NPs@陈皮具有面心立方结构,呈分散分布,形状近似球形,粒径为(39.35±0.83) nm。Ag NPs@陈皮可特异性识别Hg~(2+),Hg~(2+)浓度在0.010～20μmol·L~(-1)范围内,Ag NPs@陈皮在408 nm处的吸光度下降百分比(I_c)与(lgc_(Hg~(2+)))~(5/2)呈良好的线性关系,检出限为8.93 nmol·L~(-1)(S/N=3)。河水水样Hg~(2+)加标回收率在101.8%～105.9%之间(n=3),RSD小于7%。该方法是一种快速、便捷、灵敏的Hg~(2+)比色检测方法,具有实际应用潜力。     

中空微球氧化铁修饰电极的制备及对汞离子的测定

以水热合成法制备了中空微球Fe_3O_4纳米粒子,运用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对其进行表征。将该纳米材料修饰到玻碳电极表面,修饰电极对汞离子表现出良好的电化学响应,成功制备了用于检测Hg~(2+)的电化学传感器。通过优化实验条件,汞离子的氧化峰电流与其浓度呈现良好的线性关系,其线性范围为1.0×10~(-7)~8.8×10~(-5)mol/L,相关系数为0.994,检出限为3.0×10~(-5)mol/L。实验表明,制备的传感器用于对Hg~(2+)检测的结果令人满意,而且其稳定性和重现性好,有望实现对污水中低浓度Hg~(2+)的检测。     

海藻酸铜复合凝胶球对铅和汞溶液的吸附性能研究

海藻酸盐凝胶球是一类高效、廉价的吸附材料。将海藻酸钠与无毒环保的金属阳离子(Cu~(2+))混合可发生固化反应,可得到不溶于水的具有三维网络结构的聚合物水凝胶:SA-Cu,再与氧化乙烯、活性炭,分子筛形成复合凝胶球SA-Cu-PEO,SA-Cu-PEO-AC和SA-Cu-PEO-4AZ,用于处理水溶液中高浓度的Pb~(2+)和低浓度的Hg~(2+)。在实验条件下,四种复合物凝胶球对Pb~(2+)和Hg~(2+)均表现了优异的去除效果。包埋4A分子筛或活性炭均可以显著提高对两种重金属离子的吸附效果,其中包埋4A分子筛的凝胶球对Pb~(2+)的去除率可以达到98.6%,包埋4A分子筛的凝胶球对Hg~(2+)的去除率达到87%。此类水凝胶材料在水处理领域具有广阔的研究价值和应用前景。     

5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉(TCPP)检测水体痕量Hg~(2+)的研究

由于羧基卟啉在水中良好的溶解性及对Hg~(2+)的高亲和性,利用5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉与Hg~(2+)反应前后的荧光特性变化,实现水体Hg~(2+)的痕量检测。结果显示,该探针与Hg~(2+)具有良好的配位性,且检测前后体系出现的颜色变化具有可视性。在中性条件下,四羧基卟啉荧光被Hg~(2+)猝灭,荧光强度与汞离子浓度之间存在良好的指数函数关系,相关系数为0.998。因此,5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉可作为一种高效、可靠的探针用于水体中Hg~(2+)的痕量检测。     

一种戊二醛-壳聚糖非共轭荧光聚合物传感器检测水样中汞离子

开发了一种新型、快速的荧光传感器用于水样品中Hg~(2+)的检测。合成了一种戊二醛-壳聚糖非共轭荧光聚合物(GCPF),在370 nm波长激发下,于455 nm波长处产生荧光。研究发现,汞离子(Hg~(2+))的存在能使GCPF荧光被猝灭。传感器对Hg~(2+)的检测线性范围是0. 8～30μmol/L,检测限为85 nmol/L。该方法灵敏度高、线性范围宽、成本较低、操作方便、响应迅速(约1 min),对其他金属离子具有很好的选择性。将其应用于实际水样中Hg~(2+)检测时也得到了令人满意的结果。     

罗丹明类探针R6GHA荧光法测定汞离子的研究

以罗丹明6G(R6G)为母体,经一系列反应设计合成R6GHA。采用荧光光谱(PL)研究了R6GHA对pH值和不同离子的荧光发射行为,在pH为7的乙醇水溶液中,R6GHA荧光发射峰极弱,此时溶液透明。加入Hg~(2+)可诱导R6GHA在595 nm处产生荧光发射,此时溶液为橙红色,而其他金属离子未引起显著变化,基于此,可以对水溶液中微量Hg~(2+)进行裸眼识别,并对相关机理进行了探讨。结果表明,R6GHA对Hg~(2+)具有选择性荧光响应,并可应用于Hg~(2+)的检测,检出限为2.33×10~(-6)mol/L。     

活性炭纤维对水溶液中金属离子的吸附

本文较系统阐述了活性炭纤维(VNACF)对水溶液中金属离子(特别是Hg~(2+))的吸附——解吸附特征。结果表明,对Hg~(2+)吸附,VNACF比AC具有较高吸附速度和较大吸附量,其吸附量还受吸附条件(如温度、浓度、pH值)影响。在动态吸附Hg~(2+)时,没有漏吸现象,而且溶液流速增大也不会产生压密化现象而增加流动阻力。吸附Hg~(2+)后的VNACF可用先酸后碱法再生,并可多次循环使用。它适用于除去工业废水中Hg~(2+)离子,防止环境污染。     

中华麦饭石对重金属离子的吸附作用

以产于内蒙古通辽市奈曼旗的中华麦饭石为吸附剂,研究麦饭石对重金属离子Pb~(2+)、As~(3+)、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)的吸附作用。结果表明,中华麦饭石对重金属离子的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程。中华麦饭石对重金属离子Pb~(2+)、As~(3+)、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)的吸附容量分别为0.119 8、0.133 1、0.105 4、0.069 8、0.057 5 mg/g。中华麦饭石对重金属离子的吸附机理主要是物理吸附与离子交换。     

巯基改性纳米TiO2对痕量重金属离子吸附性能研究

钛酸丁酯(TBT)作为前驱物,采用溶胶-凝胶法进行共聚缩合,制备出巯基功能化TiO_2纳米材料,并将其运用于水体中痕量重金属的吸附富集研究。采用X射线粉末衍射仪、傅里叶红外、扫描电镜表征了吸附前后巯基化TiO_2纳米材料的物相组成、官能团、形貌变化。考察了初始pH值、时间和干扰离子对巯基化TiO_2纳米材料吸附重金属离子的影响。在优化吸附条件下借助火焰原子吸收分光光度计测定样品中重金属离子质量分数,该方法利用巯基化TiO_2纳米材料可有效富集水中的痕量Cd~(2+),Hg~(2+),Pb~(2+)离子,按Cd~(2+),Hg~(2+),Pb~(2+)在样品和洗脱液中的浓度计算,富集倍数可达100倍以上,对提高痕量Cd~(2+),Hg~(2+),Pb~(2+)检测的灵敏度和准确性起着重要作用。     

低浓度重金属离子对脲酶活性的影响

利用量热技术对脲酶的反应体系进行优化研究,并对各重金属离子抑制脲酶的活性进行研究。结果表明,在1.2 m L反应体系中,60U脲酶催化尿素时的最佳底物浓度为0.12 mol/L,磷酸缓冲溶液浓度为0.25 mol/L,最佳p H值为7.0。在此优化条件下,同时还发现在一定的重金属离子浓度范围内,Cu~(2+)、Pb~(2+)、Hg~(2+)和Cd~(2+)对脲酶有明显的抑制作用,且呈明显的线性关系,对脲酶的抑制程度大小为:Hg~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+)Pb~(2+)。     

双硫腙修饰电极超声波溶出伏安法测定痕量汞

制备了双硫腙修饰的玻碳电极,利用阳极溶出伏安法并通过超声波富集测定痕量重金属离子Hg~(2+)。Hg~(2+)与电极表面的双硫腙通过螯合作用而被富集在电极表面,在-1.20 V时还原成Hg0,当电极电势从-0.50 V到0.70 V扫描时,被还原为单质的Hg0从电极表面溶出,在0.20 V左右形成灵敏的阳极溶出峰。选择0.1 mol/L的Na Cl溶液为支持电解质并对pH、富集时间、富集电位、双硫腙的修饰量等参数进行优化。在优化条件下,Hg~(2+)浓度为5.0×10~(-8)~2.0×10~(-4)mol/L时与溶出峰电流呈现良好的线性关系,检出限为1.1×10~(-8)mol/L,重现性良好,可用于水样中痕量重金属离子Hg~(2+)的快速检测。     

高吸水树脂对混合金属离子溶液吸附能力的研究

本文探索了以马铃薯淀粉糊精为原料的高吸水树脂对Hg~(2+)、Fe_(3+)、Cr(Ⅵ)的二元混合溶液的平衡吸附,并对吸附机理进行了初步研究。结果表明:马薯淀粉糊精为原料的高吸水树脂树对Hg~(2+)具有较好的选择吸附能力,对Hg~(2+)的吸附容量和脱除率高达64.61mg/g,89.05%。当Fe~(3+)离子浓度为60mg/L,马薯淀粉糊精为原料的高吸水树脂对其最高脱除率可达50.8%。通过光电子能谱表征,可知FeCl_3被高吸水树脂吸附在表面。     

以三正辛胺—SPAN 80—二甲苯乳状液膜迁移,分离Cd（Ⅱ）的研究

研究了用三正辛胺-SPAN 80-二甲苯乳状液膜体系迁移Cd(Ⅱ)的行为,确定了完全、快速迁移 Cd(Ⅱ)的制乳及迁移条件。在此条件下,Cd(Ⅱ)与常见共生离子Zn~(2+)、Co(2+)、Ni~(2+)、Fe~(2+)、Mn~(2+)等可完全分离。本方法可用于分离及分析工作。     

液膜分离富集测定水中痕量铀

用P291[二(二异丁基甲基)磷酸]、TRPO(三烷基氧膦)协同流动载体,N205为表面活性剂,液体石蜡为膜的增强剂,磺化煤油为溶剂,H_2SO_4溶液作内相试剂的乳状液膜体系迁移富集铀(Ⅵ)。研究了乳状液膜的稳定性、温度、铀的浓度、外相pH值、乳水比、油内比等因素对富集铀的影响。实验表明,在此适宜条件下铀的迁移富集率可达99.5％～100.4％。此情况下,常见共存离子如Fe~(3+)、Th~(4+)、Al~(3+)、Ca~(2+)、Mg~(2+)、La~(3+)、Y~(3+)、V~(5+)、Mn~(2+)、Mo~(6+)、W~(6+)、Zn~(2+)、Ti~(4+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)等,大量稀土(∑RE~(3+)),碱金属和碱土金属离子都不迁移富集。Cl~-、F~-、NO_3~-、CiO_4~-、SO_4~(2-)、CO_3~(2-)、SiO_3~(2-)、PO_4~(3-)等也不影响迁移富集。只有铀(Ⅵ)能与这些离子得到满意的分离。此法已用于富集测定水和废水中的痕量铀,结果令人满意。     

聚苯乙烯-L-半胱氨酸树脂的合成及其对Pb~(2+)、Hg~(2+)的吸附研究

氯甲基聚苯乙烯微球与L-半胱氨酸(L-Cys)胺解反应合成聚苯乙烯-L-半胱氨酸树脂,通过红外光谱表征了树脂结构,测定了其树脂的比表面和孔结构等数据,研究了该树脂在不同温度下对Pb~(2+)、Hg~(2+)的吸附等温线,利用热力学函数关系计算出了吸附焓、自由能和熵。结果表明其合成的Cys树脂对水溶液中Pb~(2+)、Hg~(2+)离子有较好的吸附性能。     

反应型香豆素探针的合成及其对废水中汞离子的检测

以间苯二酚为原料合成了一种新型反应型的香豆素二硫缩醛荧光探针(L1),并通过结构确征。在pH 6.15～9.96时,探针L1可以高选择性对Hg~(2+)进行荧光检测,检测限低至1.6 nmol/L;同时提出了L1对Hg~(2+)的传感机制,并通过核磁研究证实。在紫外线灯下,肉眼可检测到荧光的颜色变化。实际应用研究表明,荧光探针L1能应用于真实水样中Hg~(2+)的痕量检测。     

亚甲蓝碳点的制备及其对金属离子传感性能的研究

为了解决以前检测水样中金属离子不及时、不能就地处理、依赖仪器等问题,对检测水样中汞离子的方法重新进行研究。亚甲蓝和柠檬酸通过水热法合成碳点,Hg~(2+)可以使含有该碳点的溶液出现荧光,同时发生颜色变化。通过与Ag~+、Cu~(2+)、Fe~(2+)、Cr~(6+)、Al~(3+)等其他金属离子和氨基酸等小分子进行对比发现,Hg~(2+)对该碳点具有专一性,同时有较低的检出限。     

巯基化多孔氧化硅纳米球及其对汞的吸附富集

采用原位共缩聚法,合成了巯基功能化多孔氧化硅纳米球,利用红外光谱、扫描电镜、透射电镜、氮气吸附-脱附)和热重分析等对合成的样品进行了表征,并研究了所合成样品对水中Hg~(2+)的富集分离性能。结果表明,巯基多孔氧化硅纳米球具有较高的比表面积(789 m~2/g)和较大的孔体积(2.66 cm~3/g);通过调节反应条件,可以调控多孔纳米球的比表面积、孔体积、孔径和巯基负载量;巯基的引入可以提高纳米球对Hg~(2+)的吸附富集率和吸附量,10 min内富集率超过97%,最大平衡吸附量达340 mg/g。吸附过程符合准2级动力学吸附模型和Freundlich吸附等温线模型。巯基化多孔氧化硅纳米球的吸附性能具有较好的稳定性,经过3次循环使用,对Hg~(2+)的去除率仍能达到95%左右。