基于纳米粒子的比色检测及其在重金属离子检测中的应用

近年来,纳米粒子由于其独特的光学电学性质,在催化、给药、成像、生物传感以及化学传感领域内受到广泛的关注。阐述了以纳米粒子为基础的比色检测技术在重金属离子（例如Hg2＋、Cu2＋、Pb2＋、As3＋等）检测中的应用,并对其今后的发展进行了展望。     

功能化银-氧化锌纳米颗粒比色法检测废水中重金属离子

该研究利用共沉淀法合成Ag掺杂Zn O纳米粒子(Ag-ZnO纳米颗粒),用于重金属离子的比色检测。首先利用XRD、SEM和FTIR光谱技术对纳米颗粒的形貌和结构化学进行表征,结果证实了纳米颗粒的成功合成。然后将合成的纳米颗粒用于重金属离子的比色检测,成功检测到Ni²⁺、Cr⁶⁺重金属离子。Ni²⁺、Cr⁶⁺重金属离子在高浓度下,肉眼可见其颜色变化。低浓度下,通过紫外可见光谱分析,检测到的最小浓度为100μm。除了检测外,纳米颗粒还被用作催化剂,用于NaBH₄降解上述检测到的重金属离子。在30 min的降解时间内,两种重金属离子都被降解。     

金纳米材料光学传感快速检测方法研究要点初探

基于金纳米材料光学性能优良、稳定性高以及易于表面功能化等特点而建立的纳米金光学传感检测方法,具有灵敏度高、准确、易操作、可视化和成本低等优点.金纳米材料类传感器是利用功能化纳米金与目标物之间发生相互作用,使得金纳米颗粒的尺寸、形状和聚集状态发生改变,从而引起溶液颜色、荧光和散射强度发生变化,为目标物的快速检测提供了出色的测定平台.为更好地介绍金纳米材料在现代检测领域的重要作用,本文首先总结了近年来出现的四种常见纳米金光学传感检测方法:纳米金聚集光学传感法、纳米金刻蚀光学传感法、纳米金荧光光学传感法、纳米金散射光学传感法.通过介绍这些方法的检测原理,探讨了其在化学、生物和环境领域的发展及应用.随后,通过分析四种策略的设计思路,初步总结出七个关于开发纳米金光学传感检测技术实验要点,分别是纳米金的合成与表面功能化、溶液pH、反应温度和反应时间、选择性、体系检出限、方法准确性、体系可重复利用性.通过详尽分析这些要点的重要性,为接下来从事相关领域研究的科研工作者提供实验设计思路和经验.最后,本文还探讨了目前基于纳米金光学传感检测方法所面临的一些主要挑战,并展望了该类方法在未来的发展方向.例如,通过将该类方法与智能手机、层析试纸条等技术相结合,实现检测过程的简单化、便携化.总体来说,基于金纳米材料的光学传感检测方法具有良好的发展前景.     

基于金纳米粒子比色检测重金属铅离子

目的研究一种新的基于半胱氨酸修饰的金纳米粒子的检测重金属铅离子的方法。方法采用柠檬酸钠还原法合成粒径为13 nm的金纳米粒子,并用半胱氨酸进行修饰(Cys-Au NPs)。在Pb2+诱导下,Cys能通过螯合配体结合作用捕获Pb2+,导致Au NPs聚集,使Au NPs特征峰的位置和强度发生变化,且溶液颜色发生变化。结果该比色法的检测范围为0.02~5μmol/L,检出限为0.01μmol/L。通过对比Pb2+与其他金属离子的紫外可见光谱,证明该方法特异性好。结论该比色法可用于Pb2+的实际检测应用中。     

纳米酶在传感检测中的应用研究进展

纳米酶的诞生推动了化学、材料学以及生物学等学科的发展.在纳米技术基础上发展的纳米酶克服了天然酶的诸多缺点,如成本高昂、稳定性差和对储存条件要求苛刻等,在生物传感、免疫分析、癌症诊断和治疗、环境监测等领域应用广泛.本文从纳米酶的分类、纳米酶的催化机理以及其在传感检测中的应用三个方面综述了近年来研究者们在纳米酶领域取得的突出成就.这些优秀的研究成果从基体材料的选择、材料结构的创新、催化机理的探讨等角度丰富了纳米酶的理论,极大地扩展了纳米酶家族的范围,为多种情景下的传感检测方法提供了崭新的思路.此外,本文针对纳米酶的研究现状,分析了其在理论、应用中的不足,并对纳米酶的未来发展方向提出了一些思考和建议.     

基于Mo/CeO_2纳米模拟酶的活性抑制检测银离子

通过微波辅助的合成方法制备了Mo掺杂的CeO_2纳米粒子(Mo/CeO_2 NPs),Mo/CeO_2 NPs能够有效地催化H_2O_2氧化3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)产生显色反应,表现出良好的过氧化物模拟酶催化活性。而银离子(Ag+)对Mo/CeO_2 NPs的催化活性具有明显的抑制作用,一定范围内随着Ag+浓度的增加,抑制作用逐渐增强,基于此构建一种快速准确测定Ag+的比色传感方法。在最优条件下,该方法的检测范围为1.0×10~(-7)~2.0×10~(-5) mol/L,检出限为0.9×10~(-7) mol/L。此方法仪器简单,操作方便,避免复杂的有机合成步骤,检测结果准确,可应用于实际样品检测。     

多元醇法制备CoNi纳米粒子的形成机制,尺寸控制及磁性能

采用多元醇法在150～190℃合成了CoNi合金纳米粒子,利用SEM-EDX,XRD和VSM对所制备的CoNi纳米粒子形貌、成分、结构以及磁性能进行了研究,并进一步探讨了形核剂K2PtCl4对CoNi纳米粒子形貌及磁性能的影响。结果表明,在180℃用多元醇法制备的Co40Ni60(inat%)纳米粒子为FCC结构,Co2+要易于Ni2+被还原,导致最初10min内合成的CoNi纳米粒子中含有约78%(原子分数)Co,表现为高饱和磁化强度和高矫顽力,随着反应时间的延长,CoNi纳米粒子的Co含量、饱和磁化强度及矫顽力逐步下降。在150～190℃范围内,随着反应温度的提高,Ni2+的被还原能力增强,高温下合成的CoNi纳米粒子具有较低的饱和磁化强度和较小的矫顽力。形核剂K2PtCl4的加入,并不影响CoNi合金纳米粒子的成分和晶体结构。但是,随着形核剂浓度的增加,CoNi纳米粒子平均直径明显减小,其矫顽力有所增大。通过设计形核剂的浓度,CoNi纳米粒子的直径可以在96～580nm范围内任意控制。     

Ag-SiO2-CeF3：Tb3+复合纳米粒子的制备与发光性质

采用简单的液相法在室温下制备了均匀球形的Ag-SiO₂-CeF₃：Tb³⁺核-壳结构纳米复合发光粒子,并对其结构和性能进行了表征。测试结果表明：Ag-SiO₂表面包覆上了结晶良好的六方晶系的CeF₃：Tb³⁺。Ag-SiO₂-CeF₃：Tb³⁺纳米复合粒子为球形,尺寸约为45~60 nm,该纳米复合粒子与CeF₃：Tb³⁺一样具有良好的特征绿光发射,均以544 nm附近的Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅跃迁为最强发射峰,内核贵金属Ag纳米粒子对CeF₃：Tb³⁺发光起到了一定的猝灭作用。Ag-SiO₂-CeF₃：Tb³⁺复合材料在生物检测、疾病治疗方面具有潜在的应用。     

CuFeO 2纳米粒子的制备及其聚合物复合涂层的抗细菌粘附性

铜基纳米材料在催化、能量储存与转换、生物学传感等诸多领域具有广阔的应用价值,其中,CuFeO_2纳米材料的尺寸调控与形貌控制成为该领域的研究热点之一。采用水热合成法,以二价、三价铁盐和二价铜盐为金属离子源,通过柠檬酸钠和乙酸钠等有机小分子的调控,制备了有机分子修饰且单分散性良好的CuFeO_2纳米粒子,研究了反应时间及Cu~(2+)离子浓度对CuFeO_2纳米粒子形貌的影响。结果表明,反应8和10 h的CuFeO_2纳米粒子结晶性良好,随着Cu~(2+)离子浓度增加CuFeO_2纳米粒子的结晶性变差,Cu~(2+)离子浓度为2.8 g/L时,CuFeO_2纳米粒子尺寸均一、结晶性好。最后,探究了有机分子修饰的CuFeO_2纳米粒子复合涂层的抗细菌粘附性能,结果表明其对大肠杆菌具有良好的抗细菌粘附性。     

非对称纳米材料的研究进展

非对称纳米粒子是一类在纳米尺度具有不对称结构的粒子。与传统的对称粒子不同的是,仅单个非对称纳米粒子就具有不同的化学或物理特性以及方向性。这种特殊的性质,使其在多个领域都有很大的应用价值。对近年来有关非对称纳米粒子的合成方法及其在生物成像、生物传感和药物递送等领域的应用和发展前景进行了系统的介绍。     

Yb3+/Er3+共掺杂BaY2F8纳米颗粒的水热合成与上转换发光

采用水热方法合成了Yb3+/Er3+共掺杂BaY2F8纳米颗粒,并对其进行了不同温度的热处理,热处理温度为200℃-800℃。研究了热处理温度对纳米粒子的晶相、粒径和上转换发光强度的影响。结果发现随着热处理温度的升高,纳米粒子的粒径和上转换发光强度明显增加。讨论了BaY2F8:Yb3+,Er3+纳米粒子的上转换发光机理。     

纳米磁性四氧化三铁的制备及表征

采用化学共沉淀法制备了纳米磁性Fe3O4粒子.选用NH3@H2O作为沉淀剂,加入到Fe2+和Fe3+的混合溶液中,制得了纳米磁性Fe3O4粒子.考察了Fe2+和Fe3+溶液浓度、沉淀剂的浓度、Fe2+/Fe3+/OH-、温度及搅拌速度等因素对产物粒径及性能的影响,并对其进行了初步的性能表征.     

功能化磁性纳米粒子增强电化学发光检测的研究

考察了五种不同功能化磁性纳米粒子对Ru(bpy)~(2+)_3/TPA体系电化学发光(ECL)强度的影响,并对其中能显著增强ECL强度的磁性纳米粒子的使用条件进行了初步的优化。通过电化学发光检测技术发现BG-Fe、BPG-Fe、PAA-Fe、PE-Fe四种磁性粒子可增强Ru(bpy)_3~(2+)/TPA体系的ECL强度,增强幅度依次为30%、1 3%、73%、42%;COOH-MNPs磁性粒子可淬灭该体系的ECL强度,淬灭幅度为23.2%。实验结果表明,浓度为7μg/mL的PAA-Fe磁性纳米粒子经磁铁富集,在电极上富集5min是其促进ECL强度增强的最优条件。本研究对基于功能化磁性纳米粒子开发新的电化学发光试剂和建立新的电化学发光体系具有重要意义。     

直接沉淀法制备纳米ZnO

以ZnCl2 为原料 ,直接沉淀法制备ZnO纳米粒子 ;研究了制备过程中Zn2 + 浓度、焙烧温度等条件对ZnO纳米晶体粒径的影响 ,并对其机理进行了分析。实验结果表明 ,较小的反应浓度可以获得较小的晶体粒径 ;在其它反应条件相同的情况下 ,制备的纳米ZnO粒子 ,其晶粒尺寸随着焙烧温度的增加 ,晶粒逐渐增大 ,与体相ZnO粒子相比 ,纳米ZnO粒子在紫外区光吸收能力显著增强 ,为ZnO的应用开辟了更为广阔的前景。     

回音壁模式光学微腔传感研究进展

简要回顾了近几年回音壁模式光学微腔在传感研究中的应用，其涉及领域包括位移传感、力传感、加速度传感、质量传感、纳米粒子传感、温度传感、角速度传感和奇异点增强传感。对回音壁模式光学微腔在不同领域的传感机理进行了简单介绍，并且对重要的实验工作进行了介绍，指出了提高传感精度的重要因素，为之后的理论和实验研究提供了一定的参考。     

MS(M=Cd或Zn)纳米粒子负载TiO_2纳米线的制备及可见光催化性能

以具有层状结构的钛酸盐纳米线、CdCl2或ZnSO4及硫代乙酰胺为原料,采用两步水热合成法制备了高温稳定的六方相CdS或低温稳定的立方相ZnS纳米粒子负载的TiO2纳米线复合材料。首先,CdCl2或ZnSO4与钛酸盐纳米线在水热条件下进行离子交换制得含Cd2+或Zn2+的钛酸盐纳米线;然后,在硫代乙酰胺溶液中于160℃下直接处理含Cd2+或Zn2+的钛酸盐纳米线就可获得负载有硫化物纳米粒子的TiO2复合纳米线。它们在酸浸后,TiO2纳米线的表面仍存在少量硫化物纳米粒子。通过测试酸浸后样品、纯TiO2纳米线和商用P25对亚甲基蓝水溶液的可见光催化降解实验结果证实,含CdS纳米粒子样品的光催化活性最高。     

[BMIm]BF4离子液体修饰的铜纳米粒子的制备

在[BMIm]BF4离子液体的修饰下,用抗坏血酸还原CuCl2 溶液制备出了铜纳米粒子。Cu2+浓度对铜纳米粒子的尺寸有着非常明显的影响。当Cu2+浓度小于2×10-2mol/L时,所制备的铜纳米粒子的直径小于10nm。还原反应的pH值和温度对铜纳米离子的尺寸没有明显影响。     

氨基化磁性纳米粒子的制备及其对Pb2+吸附性能研究

采用改进的高温分解法制备单分散Fe3O4纳米粒子,以正硅酸乙酯为硅源在其表面包覆SiO2,以N-氨乙基-γ氨丙基三甲氧基硅烷为改性剂对复合粒子进行表面氨基化修饰,制备出氨基化磁性复合纳米粒子Fe3O4@SiO2—NH2。利用红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD),振动样品磁强计(VSM)等手段对复合粒子进行了表征,并研究其作为吸附剂在不同条件下对Pb2+的吸附性能。表征结果显示,所制备的复合粒子具有核壳结构,粒径均匀大约在50nm,粒子表面拥有丰富的氨基功能基团;复合粒子饱和磁化强度为69.50A.m2/kg,具有超顺磁性。吸附实验表明所制备的氨基化磁性复合纳米粒子对Pb2+具有较大的吸附容量,是一种能够有效处理含铅废水的吸附材料。     

贵金属纳米粒子/金属有机骨架复合物的制备与应用进展

贵金属纳米粒子/金属有机骨架复合物因其在催化、传感、气体吸附与存储等诸多领域的应用前景而受到广泛关注.综述了贵金属纳米粒子/金属有机骨架复合物的制备方法及应用进展.对这类复合物的制备方法进行了归纳,并分析了其特点;总结了其在储氢、多相催化等领域的应用,以便更好地了解其应用前景.     

CeO_2纳米粒子催化鲁米诺-过氧化氢的化学发光特性

在碳酸盐缓冲溶液中,CeO2纳米粒子催化鲁米诺-H2O2发光体系表现出对pH、CeO2纳米粒子放置时间和H2O2浓度依赖的特性。在pH 9.15¹1.48时为抑制发光,在pH 11.6811.48时为抑制发光,在pH 11.68¹1.90为增敏发光;新鲜制备的纳米粒子表现两种催化效果(抑制或增敏),放置24h后的纳米粒子均表现增敏效果;在H2O2浓度较低时为抑制发光,在H2O2浓度较高时为增敏发光。初步提出了这一催化特性受CeO2纳米粒子中Ce3+和Ce4+两种价态调控的假设。