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关键词： 金纳米   化学发光   活性氧   含氟表面活性剂   环境分析  

摘要： 化学发光分析技术具有灵敏度高、线性范围宽、仪器设备简单等特点,在化学、生物、环境等领域得到了广泛的应用。近几年研究发现金纳米对一些化学发光体系有较强的催化性能,如鲁米诺-过氧化氢体系,过氧草酸酯-过氧化氢体系,以及高碘酸钾-氢氧化钠-碳酸钠体系等。但在金纳米催化化学发光体系中,溶液离子强度和pH值对金纳米催化活性的影响报道的很少。本论文利用非均相介质功能化金纳米的高稳定性,研究了金纳米催化活性氧化学发光机理,并把其应用于环境分析。其主要内容包括以下三部分： (1)研究发现,非离子含氟表面活性剂FSN (Zonyl FSN-100 (F(CF2CF2)1-7CH2CH2O(CH2CH2O)0-15H)修饰的金纳米在高离子强度和较广的pH范围内具有很强的稳定性,利用修饰后的金纳米研究了过氧亚硝酸-碳酸钠化学发光体系,并发现该体系的化学发光强度与亚硝酸盐的浓度成正比。联合流动注射技术,该方法已成功地用于自来水中亚硝酸盐的测定,亚硝酸盐的检出限(S/N=3)为0.036μmol/L。回收率为97%-106%。 (2)利用FSN修饰的不同粒径的金纳米区别H2O2-Co2+-NaOH和H2O2-Co2+-NaHCO3化学发光体系。通过化学发光光谱,紫外可见光谱,以及活性氧捕获剂猝灭作用等技术详细研究了FSN修饰的金纳米对两个相似体系的增敏机理以及确认不同的发光体。 (3)研究制备金纳米过程中未反应的氯金酸对金纳米催化活性氧化学发光作用的影响。发现AuCl4-可以显著地增强过氧碳酸盐(HCO4-)的化学发光而双酚A的参与可大大抑制AuCl4--HCO4-系统的发光强度。基于这些现象,在没有任何特殊的发光试剂如光泽精和鲁米诺等条件下,研制了一种新的测定双酚A的流动注射化学发光方法。利用该方法测定了聚碳酸酯塑料中的双酚A,结果满意。此外,基于化学发光光谱,紫外可见光谱和活性氧捕获剂的猝灭作用等技术,研究了AuCl4--HCO4-体系的发光机理以及双酚A抑制该体系化学发光的原因。

ISBN: (纸本)9787122115775

关键词： 气相化学发光   流动注射   氢化物发生   环境分析   砷   锑   锡   硒  

摘要： 环境分析是对基体较为复杂的环境样品中污染物的分析,要求准确、快速、灵敏、选择性好等。化学发光是在没有光、电、磁、声、热源激发的情况下,由化学反应产生的一种光辐射,以此为基础的化学发光分析,由于可以进行发射光子计量,又没有外来激发光源存在时散射光背景的干扰,因而具有很高的灵敏度,很宽的线性范围,仪器设备简单、易微型化和自动化等优点,在环境分析监测等领域具有显著的优越性。 流动注射分析（FIA）是一种在热力学非平衡状态下重现地处理试样或试剂区带的定量流动分析技术,具有分析速度快、操作自动化、仪器简单、重现性好、消耗试样和试剂少等特点。流动注射分析与化学发光分析结合,可使检测方法的分析性能得以较大提高,从而满足环境分析的要求。 本论文采用流动注射分析和化学发光分析联用技术,利用氢化物发生效率高、易实现和基体分离等特点,建立了基于臭氧氧化气态氢化物过程中产生化学发光的分析新方法,并成功应用于环境样品中痕量锑、锡等元素的分析。 本论文包括以下内容: 第一章:综述了化学发光分析技术的基本原理、典型体系及应用,FIA的基本原理、特点及应用,以及两者在环境分析的应用和发展趋势,并提出了本论文研究方向。 第二章:通过优化实验条件,较为系统地研究了氢化物生成元素的气相化学发光性能,为气态化学发光（GPCL）在环境样品分析中的应用提供了实验基础。结果表明,As、Sb、Sn、Se等元素的GPCL灵敏度较高,有望应用于实际环境样品分析。 第三章:基于臭氧氧化SnH4产生GPCL的原理,建立了测定环境样品中痕量锡的方法。利用FIA技术控制反应条件,选择性地生成氢化物,以消除其他氢化物发生元素的干扰;采用液氮冷阱富集SnH4,提高了系统的灵敏度。该方法的线性范围为2.0μg L-1 10.0 mg L-1,线性相关系数为0.998,检测限为0.32μg L-1。方法成功地应用于环境样品中痕量锡的分析。 第四章:基于臭氧氧化SbH3产生GPCL的原理,建立了测定环境样品中痕量锑的方法。利用流动注射技术和液氮冷阱富集技术来控制生成和富集氢化物,利用沸点不同,顺序气化冷阱富集的氢化物等手段,有效消除其他氢化物形成元素的干扰,成功地应用于环境样品测定,该方法对Sb检测的线性范围为1.0μg L-110.0 mg L-1,线性相关系数为0.997,检测限为0.18μg L-1。 第五章:利用衍生技术、UV/ S2O82-氧化技术、停流注射技术和液氮冷阱富集技术,将Se从复杂的基体中分离和富集,并使其高效生成SeH2,再利用GPLC检测器进行定量检测。该方法对Se检测的线性范围是0.5μg L-1 ~ 1.0 mg L-1,线性相关系数为0.993,检测限为0.12μg L-1。 第六章:利用气相色谱分离技术,将氢化物发生后形成的As、Sb、Sn和Se等元素的氢化物顺序分离,采用GPLC技术进行测定,建立了同时测定上述四种元素的GPCL方法。在优化的条件下,As、Sb、Sn和Se的线性范围分别为1μg L-1 ~ 25 mg L-1、0.4～40 mg L-1、0.1～30 mg L-1和0.5～50 mg L-1,检测限分别为0.28μg L-1、0.12 mg L-1、0.035 mg L-1和0.16 mg L-1。因氢化物在色谱分离过程中的扩散等原因,灵敏度尚不能达到环境水样痕量分析测定要求。

关键词： 温度控制离子液体分散液相微萃取   酚类化合物   芳香胺   多环芳烃   三嗪类除草剂   双酚A   壬基酚   辛基酚  

摘要： 分散液相微萃取是近年来发展起来的一种新型样品前处理技术,该技术集采样、萃取和浓缩于一体,具有高富集效率、操作简单、分析时间短、灵敏度高、需要有机溶剂量少等优点。但是,该方法通常采用氯苯、四氯化碳等有毒有机溶剂作为萃取剂,不仅对环境造成二次污染,而且对操作人员的身体健康产生不良的影响。因此,本论文通过查阅大量的文献资料,设计构建了基于离子液体的温度控制分散液相微萃取技术,该技术采用无挥发性对环境友好的离子液体作为萃取剂,以温度作为驱动力来萃取富集环境污染物。与传统的分散液相微萃取技术相比,该技术以绿色溶剂替代了传统的挥发性有毒有机溶剂,是一种很好的绿色样品前处理技术,理论上具有较好的应用前景。建立了分析检测酚类物质、芳香胺、多环芳烃、阿特拉津、氰草津、西玛津、双酚A、壬基酚、辛基酚的新方法。论文分为六章: 第二章详细研究了温度控制离子液体分散液相微萃取技术与高效液相色谱联用分析检测2,4-二硝基苯酚、2-氯酚、2-萘酚、2,4-二氯酚四种酚类化合物。实验以1-辛基3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[C8MIM][PF6]）作为萃取剂,对影响微萃取富集效率的条件:萃取剂体积、样品溶液酸度、萃取时间、溶解温度、离心时间和盐效应等进行了优化。在最佳条件下,该方法线性范围为1.0-100μg L-1,相对标准偏差为2.1-7.2%,检测限为0.27-0.68μg L-1。与其他萃取方法相比,该方法具有相对标准偏差小,重现性好,检测限较低等优点。 第三章重点研究了离子液体中不同阴离子对温度控制离子液体分散液相微萃取技术萃取环境水样中五种芳香胺富集能力的影响。通过一系列实验设计对可能影响因素进行了优化,实验结果表明,不同的阴离子对萃取效率影响很大,可能与离子液体中较小的阴离子与芳香胺之间氢键的大小、离子液体的溶解度有关。在最佳萃取条件下,该方法中2,4-二硝基苯胺、2-氯苯胺、N,N-二甲基苯胺的线性范围为1.0-100μg L-1,甲萘胺和二乙基苯胺的线性范围为1.5-150μg L-1,检测限为0.39-0.63μg L-1,环境水样的加标回收率为92.2-119.3%。 第四章以1-辛基3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[C8MIM][PF6]）为萃取剂,以多环芳烃为目标分析物,开发了一种分析检测多环芳烃的新方法,研究了离子液体中不同烷基对富集性能的影响。结果表明,在最佳条件下,不同烷基及其链长对富集性能有明显的影响,[C8MIM][PF6]对所选择的目标分析物有较好的富集性能,该方法的线性范围为0.5-100μg L-1,检测限为0.005-0.88μg L-1,环境水样的加标回收率为85.0-115%。 第五章详细研究了温度控制离子液体分散液相微萃取体系在三嗪类除草剂的萃取富集方面的应用,建立了测定环境水样中三嗪类除草剂的痕量分析方法。在最佳的条件下,该方法的相关系数为0.9938-0.9965,检测限为0.005-0.06μg L-1,环境水样加标回收率为85.1-100%。 第六章详细考察了温度控制离子液体分散液相微萃取与高效液相-荧光联用技术对双酚A,壬基酚,辛基酚的萃取性能的影响,创新点为选择的荧光检测器有效地克服了离子液体对实验的干扰。该方法的检测限为0.005-0.06μg L-1,最后将所建立的分析方法应用于测定四种环境水样,获得了令人满意的结果,样品加标回收率为82.8-114.0%。

关键词： 现代仪器分析   环境分析化学   无机污染物  

摘要： 现代仪器分析是环境分析化学的重要手段,本文报道了现代分析仪器的种类、特性和作用,调查研究了现代仪器分析在无机污染物分析、元素价态形态分析及复杂样品的痕量分析研究及仪器联用、自动化方面的应用。现代仪器分析为环境分析化学研究无机污染物提供了强有力的工具,被证实是灵敏、可靠、快速的检测方法。

关键词： 环境分析化学   课程教学内容   教学方法   环境保护   联系   监测  

摘要： 探讨了环境分析化学课程教学内容的设置及教学方法,环境分析化学和环境的联系及在环境保护及监测中的应用。

关键词： 环境分析化学   色谱技术   应用   检测技术   污染物种类   科学研究   环境问题   环境监测  

关键词： 评述   光纤化学传感器   环境  

摘要： 本文综述了光纤化学传感器的特点、工作原理、类型及各类光纤化学传感器(气敏、pH、金属离子和有机化合物等)的研究进展及其在环境分析中的应用,分析了近年来光纤化学传感器的技术发展和应用趋势。

关键词： 毛细管电泳   安培检测法   环境分析   铂纳米粒子修饰电极   芳香族胺类物质   氨基甲酸酯类农药   甲状腺激素  

摘要： 毛细管电泳(capillary electrophoresis, CE)是经典电泳技术和现代微柱技术的结合产物,近年来已经在生命科学、农业、食品、临床医学、化学等各领域得到广泛应用,是一种极其重要的分离分析方法。CE具有分离效率高、分析速度快、检测灵敏度高、样品用量少、能直接进样及易于自动化操作等优点,且几乎可以与各种检测器(包括UV、MS、LIF、ED等)联用。CE联用检测器所具有的较高的灵敏度和较好的选择性以及各种样品在分析前采取的萃取、提纯等多种预富集手段,使得CE能满足环境污染物分析的要求,尤其是当污染物浓度为痕量或者是存在于复杂的环境介质中,故CE在污染物分析测定应用领域潜力巨大。 目前,环境问题是全球的研究热点之一,大气污染、臭氧层破坏、全球变暖、土地退化和沙漠化、森林锐减、生物多样性减少、有毒化学品和危险废物等问题直接或间接地与化学物质污染有关。环境污染对人体健康有诸多潜在的危害,为了快速、准确地评价环境污染,就需要有效的分析测试手段对各种环境污染物进行定性和定量分析,从而为制定相应的对策提供科学的依据。本论文以环境污染物及相关生物指标为研究对象,建立了用于快速、灵敏、准确检测芳香胺类污染物、农药及甲状腺激素的毛细管电泳-安培检测法。同时,与化学修饰电极技术相结合,提高毛细管电泳-安培检测法的检测灵敏度,扩大了其应用范围。 全文共分以下四个部分： 1.绪论(第一章) 该部分主要概述了毛细管电泳的原理、发展现状及在各个领域的应用。对环境污染现状及污染物的分析技术研究发展做了归纳总结,详细综述了毛细管电泳在环境分析领域中的应用。 2.毛细管电泳-安培检测法测定水样中的芳香族胺类化合物(第二章) 芳香族胺类化合物,如苯胺及其衍生物是一类重要的环境水体污染物,具有高毒性和致癌性,即使是痕量浓度也会对人体有致突变影响。因此,对水体等环境介质中含有的苯胺类化合物的灵敏检测,具有重要的现实意义。 本部分工作以碳圆盘电极为工作电极,建立了毛细管区带电泳-安培检测法(CZE-AD)对水样中的芳香胺类化合物的分离检测方法。文中探讨了检测电位、运行缓冲溶液的pH和浓度、分离电压和进样时间等条件对分离测定的影响。在最佳优化条件下,2,3-二氨基萘、苯胺、邻苯二胺和对氯苯胺四种物质在pH 4.6,0.16 mol/L的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液中,在23 min内得到基线分离。检出限分别为1.0×10-7 mol/L、3.3×10-8 mol/L、5.0×10-8 mol/L和1.3×10-7 mol/L(S/N=3)。将该方法直接用于环境水样中四种芳香族胺类物质的分析测定,结果令人满意。 3.毛细管电泳-铂纳米修饰电极对农产品中氨基甲酸酯类农药的分析方法研究 (第三章) 氨基甲酸酯类农药可作为杀虫剂、杀螨剂和除草剂用于多种农作物,由于其药效快、残留期短、对人及生物体毒性较有机磷、有机氯农药低等优点在农业生产中得到广泛使用。长期饮用或食用被农药污染的水或蔬菜食品,残留农药会在体内积累,当富集到一定浓度时会对人体产生毒害作用,严重的会致癌甚至导致死亡,因此有必要发展一种高效、选择性好及灵敏度高的检测方法对环境样品、农产品等中的痕量的农药残留进行准确、灵敏的检测。 本部分首次将铂纳米修饰电极用于毛细管电泳-安培检测法来分离检测农产品中的三种氨基甲酸酯类农药：混杀威(2,3,5-trimethacarb)、灭杀威((3,4-dimethylphenyl) N-methylcarbamate)和灭除威(N-methylcarbamate)的残留。此法基于氨基甲酸酯类农药能在碱性条件下水解成为酚类物质,而酚类物质具有很好的电化学活性,可用毛细管电泳-安培检测法分析。与裸电极相比,铂纳米修饰电极具有更大的比表面积,同时具有良好的电化学和电催化性质,可提高对酚类物质的响应灵敏度,检测稳定。文中探讨并优化了各种影响分离测定的条件。在最佳实验条件下,三种农药可在5 min内完成分离测定,检出限分别为2.2×10-8,2.8×10-8和2.2×10-8 mol/L (S/N=3),相对标准偏差(RSD)在2.22%-3.37%范围内。利用此方法对农产品中的这三种氨基甲酸酯类农药残留进行检测,结果令人满意。 4.毛细管电泳-安培检测法测定甲状腺激素的方法研究及其应用(第四章) 甲状腺激素由甲状腺分泌,能促进心肌、骨骼肌和肾脏等的能量代谢及蛋白质在体内的合成,同时还能平衡体内正常的糖代谢、脂代谢和水代谢等生理活动。某些环境污染物(内分泌干扰物)作用于机体后将影响甲状腺素的正常分泌,引起甲状腺干扰效应。对甲状腺素的准确、灵敏测定,有助于

关键词： 分散液相微萃取   阿特拉津   西玛津   芳香胺   DDT及其降解产物   氨基甲酸酯类杀虫剂  

摘要： 分散液相微萃取是一种新颖的液相微萃取方法,该方法操作简便,萃取时间短,有机溶剂消耗少,成本低,富集倍数与灵敏度高,稳定性好。与传统的液液萃取、固相萃取和固相微萃取相比,具有其特有的优势。因此,本论文在查阅大量文献资料的基础上,以分散液相微萃取技术在环境分析中的应用作为研究课题,以尽可能降低二次污染与提高检测灵敏度为目标,将分散液相微萃取技术与高效液相色谱联用,开发了阿特拉津、西玛津、芳香胺类化合物、DDT及其主要降解产物、氨基甲酸酯类杀虫剂等的富集检测新技术。论文共分六章: 第一章对近年来分散液相微萃取技术在环境分析中的应用进行了综述,对该方法研究前景进行了分析和展望。 第二章详细研究了分散液相微萃取技术与高效液相色谱联用分析检测阿特拉津和西玛津。实验对色谱分离条件和富集条件,包括萃取剂种类和体积、分散剂种类和体积、萃取时间、离心时间和盐效应等影响微萃取富集效率的因素进行了优化,实验结果表明,最佳萃取条件为:60μL四氯化碳;550μL乙腈;样品pH 5;萃取时间5min;离心时间2min;氯化钠浓度为10% （w/v）。该方法的线性范围与检测限分别为0.1-50μgL-1和0.60-1.55μgL-1,相对标准偏差为4.6%-6.4%,环境水样的加标回收率为60.7%-91.4%。 第三章重点考察了分散液相微萃取技术在分析检测芳香胺类化合物方面的应用。通过一系列实验设计对可能的影响因素进行了优化,结果表明,最佳条件为:60μL氯苯作为萃取剂;500μL乙腈作为分散剂;样品pH 12;萃取时间2min;离心时间4min。该方法的线性范围为1-50μgL-1,检测限为0.1-0.7μg L-1,相对标准偏差为6.3%-9.7%,环境水样的加标回收率为92.8%-111.5%。 第四章选择DDT及其主要降解产物作为目标分析物,建立了一种分析检测DDT及其主要降解产物的新方法。最佳条件如下,萃取剂四氯化碳用量50μL;分散剂乙腈的用量为600μL;样品pH 7;萃取时间2min;离心时间6min。该方法的线性范围为1-50μgL-1,检测限为0.32-0.51μgL-1,相对标准偏差为2.80%-7.50%,四种实际环境水样的加标回收率在85.6%-119.6%之间。 第五章采用离子液体作为萃取剂,建立了一种基于温度控制离子液体分散液相微萃取技术分析检测氨基甲酸酯类杀虫剂的新方法。实验采用离子液体作为萃取剂,对三种氨基甲酸酯类杀虫剂进行了富集检测。最佳萃取条件:40μL[C6MIM][PF6]作为萃取剂;样品pH 6;萃取时间为30min;溶解温度为70℃;离心时间为15min;氯化钠浓度为15%（w/v）。该方法的线性范围为3.1-1000μg L-1,相对标准偏差为1.0%-1.8%,检测限为0.45-1.40μg L-1。四种实际环境水样的加标回收率为82.6%-108.7%。