收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

荧光和共振瑞利散射测定环境中钯、银和铜的新方法研究

王剑  
【摘要】:在人们的生产生活中由于重金属的广泛应用,因此含重金属的污染物通过各种途径进入环境,对环境造成严重污染,远远超出了环境对它的承载能力,污染问题日益凸显。重金属的种类很多,检测手段也很多,一些常见的重金属(如铅、铬、汞、镉、锌和铝等)的检测引起了人们的广泛研究,而一些不常见的金属离子相对研究较少,我们选择了钯、银和铜三种重金属离子为研究对象,研究和发展了吸收光谱法、荧光光谱法和共振瑞利散射光谱法测定上述重金属的新体系和新方法,方法简便、快速、灵敏、具有良好的准确度和精密度。 1、荧光猝灭法测定Pd(Ⅱ)的研究 (1)钯(Ⅱ)对氟喹诺酮类抗生素的荧光猝灭作用及其分析应用研究 在弱酸性至近中性介质中,培氟沙星(PEF)、左氧氟沙星(LEV)、洛美沙星(LOM)和氟罗沙星(FLE)等4种氟喹诺酮类抗生素具有相似的激发光谱和荧光光谱,它们的最大激发波长和最大发射波长分别位于276~293nm和442~487nm之间。当它们分别与Pd(Ⅱ)反应形成配合物时,均能导致荧光的猝灭。文中以Pd(II)-PEF体系为例,研究了吸收光谱、荧光光谱的变化,并用量子化学的密度泛函方法(B3LYP)对Pd采用LanL2DZ赝势基组计算,对其他原子采用6-31G(d,p)基组计算,所有计算都采用极化连续介质溶剂化模型(PCM),同时考虑到溶剂的影响,对反应进行了全优化计算。结果表明,此时PEF分子由于质子的转移以两性分子(HL±)型体存在,它与Pd(Ⅱ)反应时Pd(Ⅱ)与2分子的PEF中-COO-和C=O结合形成两个6元环结构的平面四边形螯合物。根据吸收光谱的变化,温度的升高使荧光猝灭值减小以及高的双分子猝灭常数Kq,表明这类荧光猝灭是由于Pd()与氟喹诺酮抗生素形成配合物产生的一种静态猝灭,荧光猝灭反应具有较高的灵敏度。当用上述四种氟喹诺酮作荧光探针测定Pd(Ⅱ)时的检出限在1.74-3.42ng.mL-1之间,其中以Pd(II)-PEF体系最灵敏,它更适用于Pd(Ⅱ)的荧光测定。当用PEF作荧光探针时,方法有较好的选择性,多数金属离子和无机阴离子具有较大的允许量。方法简便、灵敏、快速具有良好的准确度和精密度,因此可用于某些环境水样中Pd(Ⅱ)的测定,结果与ICP-AES法一致。 (2)钯(Ⅱ)和十二烷基苯磺酸钠对氟喹诺酮类抗生素荧光的协同猝灭作用及其分析应用 在弱酸性至中性介质中,当Pd(Ⅱ)或十二烷基苯磺酸钠(SDBS)分别与某些FLQs反应时,均能使FLQs的荧光发生不同程度的猝灭,但是当钯(Ⅱ)和SDBS同时与FLQs反应形成三元配合物时,能产生一种增强的荧光协同猝灭作用,可大大提高猝灭反应的灵敏度,其中Pd(II)-PEF-SDBS对Pd(Ⅱ)的检出限可达0.13ng.mL-1,方法有良好的选择性并且简便、快速,用于某些环境水样中钯的测定,得到了满意的结果。文中研究了某些氟喹诺酮类抗生素的荧光光谱特征,Pd(Ⅱ)和SDBS对它们荧光的协同猝灭反应的适宜条件、影响因素、相关的分析化学特性及其分析应用。文中还以Pd(II)-PEF-SDBS体系为例,根据吸收光谱、荧光光谱的变化,以及量子化学的密度泛函法(B3LYP)和极化连续溶剂化模型(PCM),并使用化学计算方法对于FLQs的存在型体、电荷分布及三元配合物的组成和结构进行研究,表明此时FLQs是以HL±的两性型体存在,它与Pd(Ⅱ)反应形成2:1的四配位平面四边形结构的螯合物,而螯合物中两个PEF分子中另一端哌嗪环中带正电荷的质子化的氮原子则分别与2个SDBS结合而形成Pd(II):PEF:SDBS为1:2:2的三元配合物。实验结果还表明正是Pd(Ⅱ)和SDBS与FLQs之间形成的基态三元配合物导致了Pd()或SDBS对于FLQs具有更高的荧光猝灭效率。因此,对于钯的测定也具有更好的分析应用价值。 (3)钯(Ⅱ)和溴化十六烷基吡啶对氟喹诺酮类抗生素荧光的协同猝灭作用及其分析应用 在弱酸性至中性介质中,当Pd(II)或溴化十六烷基吡啶(CPB)分别与四种氟喹诺酮类抗生素(FLQs)反应时,均能使FLQs的荧光发生不同程度的猝灭,但是当钯(Ⅱ)和CPB同时存在并与FLQs反应形成三元配合物时,产生一种荧光协同猝灭作用,使FLQs的荧光显著降低,协同猝灭的强度大于分别作用时的总和,大大提高猝灭反应的灵敏度,其中Pd(II)-PEF-CPB对Pd(Ⅱ)的检出限可达0.16ng.mL-,方法有良好的选择性并且简便、快速,用于某些环境水样中钯的测定,得到了满意的结果。文中研究了四种氟喹诺酮类抗生素的荧光光谱特征,Pd(Ⅱ)和CPB对它们荧光的协同猝灭反应的适宜条件、影响因素、相关的分析化学特性及其分析应用。文中还以Pd(II)-PEF-CPB体系为例,根据吸收光谱、荧光光谱的变化,以及量子化学的密度泛函法(B3LYP)和极化连续溶剂化模型(PCM),并使用化学计算方法对于FLQs的存在型体、电荷分布及三元配合物的组成和结构进行研究,表明此时FLQs是以HL±的两性型体存在,PEF与CPB通过静电引力形成1:1的复合物,当加入Pd(Ⅱ)后,Pd(Ⅱ)嵌入复合物与-COO-和C=O螯合形成Pd(II):PEF:CPB为1:2:2的三元配合物,实验结果还表明正是Pd(Ⅱ)和CPB与FLQs之间形成的基态三元配合物导致了Pd(Ⅱ)或CPB对于FLQs具有更高的荧光猝灭效率,猝灭过程为静态猝灭。 2、环境中痕量银测定的新方法研究 (1)Ag(Ⅰ)与赤藓红体系的吸收和共振瑞利散射光谱及其分析应用研究 在4.4-4.6的弱酸性介质中,银(Ⅰ)能与赤藓红反应,形成疏水性的二元离子缔合物。反应产物的体积增大以及分子表面疏水性增强(分子的电荷被中和以及分子中含大量疏水的芳基和烷基骨架)使离子缔合物分子与水相之间形成一种疏水界面,产生一种表面增强的瑞利散射效应,引起共振瑞利散射(RRS)的显著增强,并出现新的发射光谱。据此可借共振瑞利散射发展出测定银的新方法。方法有很高的灵敏度,对银的检出限在0.12ng.mL-1.本文还研究了影响因素和适宜的反应条件,考察了共存物质的影响,表明方法有较好良好的选择性,此方法可用于环境水样中银的测定,得到了较好的结果。而且我们还对相关反应机理进行了讨论。 (2)银(Ⅰ)与曙红Y体系的吸收和荧光光谱及其分析应用研究 在4.4-4.6的弱酸性介质中,Ag(Ⅰ)能与曙红Y(EY)反应,通过静电引力的作用形成一种二元离子缔合物,结合比为1:1。根据吸收光谱的变化,温度对荧光猝灭的影响以及高的双分子猝灭常数Kq,表明这类荧光猝灭是由于Ag(Ⅰ)直接作用于EY的氧原子上,引起溴原子电荷的显著变化使荧光光谱和吸收光谱发生变化,从而产生了一种静态猝灭过程,荧光猝灭反应具有较高的灵敏度。据此可借荧光猝灭法发展出测定银的新方法。方法有很高的灵敏度,对银的检出限在0.24ng.mL-1.本文研究了荧光猝灭的最佳反应条件和影响因素,实验了共存物质的影响,表明方法有很好的选择性,此方法可用于环境水样中银的测定,测定结果与标准方法结果一致。我们还讨论相关的反应机理。 3、环境中痕量铜测定的新方法研究 (1)铜(Ⅰ)与赤藓红体系的吸收和共振瑞利散射光谱及其分析应用研究 在4.4-4.6的弱酸性介质中,赤藓红以一价阴离子的形式存在,Cu(Ⅱ)被维生素C(VC)还原生成一价铜后,通过静电引力与赤藓红反应,形成疏水性的二元离子缔合物,反应导致共振瑞利散射(RRS)的显著增强,并出现新的发射光谱。由于RRS位于产物的吸收带中,反应产物的体积增大,极化率的降低以及分子表面疏水性增强使离子缔合物分子与水相之间形成一种疏水界面,产生一种表面增强的瑞利散射效应。据此可借共振瑞利散射技术可以建立一种测定铜离子的新方法。方法有很高的灵敏度,对铜的检出限在0.58ng.mL-1.本文研究了RRS适宜的反应条件和影响因素,实验了共存物质的影响,表明方法有较好的选择性,当以方法测定环境水样中Cu(Ⅱ)时,测定结果与标准方法一致,得到了较好的结果。同时我们还对相关反应机理进行了讨论。 (2)铜(Ⅰ)与曙红Y体系的吸收和荧光光谱及其分析应用研究 我们的研究发现,在4.4~4.6的弱酸性介质中,Cu(II)被维生素C(VC)还原生成一价Cu,Cu(I)与曙红Y(EY)反应,形成二元离子缔合物,导致EY的荧光强度显著猝灭。根据吸收光谱的变化,温度对荧光猝灭的影响以及高的双分子猝灭常数Kq,可以推断该反应导致的荧光猝灭是由于Cu(I)与EY形成了一种二元离子缔合物,从而产生的一种静态猝灭过程,荧光猝灭反应具有较高的灵敏度。据此建立了以EY为荧光探针,荧光猝灭法测定铜的新方法,对铜的检出限为3.7ng.mL-1.本文研究了适宜的反应条件和影响因素,考察了共存物质的影响,表明方法有较好的选择性,此方法可用于环境水样中铜的测定,测定结果与标准方法进行了比较,结果一致,另外我们还对相关反应机理进行了讨论。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘国尧,段海波;氢化物发生-原子吸收光谱法测定环境水样中的汞[J];分析科学学报;2004年03期
2 黄臻臻;樊海燕;罗雯雯;朱思慧;杨巍;高飞;;2,4-二氯苯基荧光酮分光光度法测定环境水样中微量铜[J];内蒙古大学学报(自然科学版);2006年04期
3 张萍;史亚利;蔡亚岐;牟世芬;;改进的离子色谱法测定环境水样中的高氯酸盐[J];高等学校化学学报;2007年07期
4 李升莲;黄玉明;舒为群;曹佳;;气相色谱-质谱测定邻苯二甲酸酯类内分泌干扰物[J];西南师范大学学报(自然科学版);2008年02期
5 易莲芳;;N_(235)-二甲苯萃取、分光光度法测定环境水样中钍方法的改进[J];辐射防护通讯;1989年03期
6 赵国泰,刘栓丽;测定多泥沙环境水样中砷的样品前处理[J];陕西环境;1994年01期
7 王广健;三氮烯试剂催化光度法测定环境水样中的铜[J];上海环境科学;1996年11期
8 关玉群!510089,胡锡珉!510089,王充!510089;多阶半微分阳极溶出伏安法测定环境水样中痕量镉[J];中华预防医学杂志;2000年03期
9 高愈希,王子健,冷春华;利用微波消解和高效液相色谱荧光检测法测定环境水样中痕量硒[J];分析化学;2001年06期
10 徐晖,张必成,王升富;微分脉冲阴极溶出伏安法测定环境水样中的痕量硒[J];环境化学;2001年04期
11 李峰,周芝芹;双波长分光光度法同时测定环境水样中钙和镁[J];光谱实验室;2001年02期
12 黄梅婷;环境水样中汞的测定[J];琼州大学学报;2003年02期
13 彭瑞兴;锆涂覆石墨管-无火焰原子吸收测定环境水样中微量银[J];中国环境监测;2004年02期
14 张红,陈玲,陈皓,彭中良;液相微萃取技术及其在环境水样预处理中的应用[J];环境监测管理与技术;2004年06期
15 龚文杰,马建明,邬晨阳,赵立达;高效液相色谱柱后衍生法测定环境水样中氨基甲酸酯残留[J];中国卫生检验杂志;2005年07期
16 张利明,陶冠红;顺序注射分光光度法同时测定环境水样中硝酸根和亚硝酸根[J];光谱实验室;2005年06期
17 樊静;孔继川;冯素玲;;环境水样中痕量砷(Ⅲ)的荧光动力学分析[J];中国环境监测;2006年03期
18 汤英童;朱振中;许芳萍;宋启军;;PVC膜修饰电极直接测定痕量聚氧乙烯类非离子表面活性剂[J];分析测试学报;2007年01期
19 史亚利;刘肖;张萍;蔡亚岐;牟世芬;;离子色谱-质谱联用技术测定饮用水及环境水样中的痕量高氯酸盐[J];分析试验室;2007年04期
20 陶思;李维;颜永欣;刘建权;;环境水样中硒形态分析的样品预处理[J];化学分析计量;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 袁睿;谭克俊;;后向光散射技术检测环境水样中铅的含量[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
2 孙福生;董杰;;单滴微萃取-反相液相色谱测定环境水样中百菌清残留[A];苏州市自然科学优秀学术论文汇编(2008-2009)[C];2010年
3 巢静波;于素娟;冯迎娣;谭志强;刘睿;阴永光;刘景富;;抗菌产品及环境水样中纳米银和银离子的形态分析[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
4 顾晨凯;孙广大;陈猛;;环境水样中12种唑类农药的液-液萃取法和固相萃取法一齐分析方法的初步研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
5 韦进进;;环境水样中五氯酚检测方法的优化研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2010年
6 尹晓芳;李芝;张帅华;武春霞;王春;王志;;分散液相微萃取-毛细管电泳在线推扫测环境水样中三嗪类除草剂[A];全国生物医药色谱学术交流会(2010景德镇)论文集[C];2010年
7 刘龙辉;何丽君;;SFODME-HPLC测定环境水样中的4种氨基甲酸酯[A];中国化学会第十二届全国应用化学年会论文集[C];2011年
8 王懿萱;牛红云;蔡亚岐;;聚多巴胺包覆的Fe_3O_4磁性纳米颗粒萃取环境水样中的多环芳烃[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
9 李丽萍;;微波加热法快速测定环境水样中的COD_(cr)[A];第四届全国给水排水青年学术年会论文集[C];2000年
10 周庆祥;吴伟;;固相萃取和气相色谱联用检测环境水样中痕量的DDT及其降解产物[A];持久性有机污染物论坛2011暨第六届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯延民;亲水有机溶剂气浮浮选分离/富集环境水中四环素类抗生素残留研究[D];江苏大学;2009年
2 王剑;荧光和共振瑞利散射测定环境中钯、银和铜的新方法研究[D];西南大学;2014年
3 代军;改性壳聚糖在环境痕量元素及其形态分析中的应用[D];中南大学;2012年
4 陈波;新型样品前处理技术在环境有机污染物分析检测中的应用研究[D];西南大学;2012年
5 邹爱美;生物富集/细胞萃取在痕量重金属分离富集及形态分析中的应用研究[D];东北大学;2008年
6 苑金鹏;溴代阻燃剂的分析方法及其在黄河三角洲土壤中的污染特征[D];山东大学;2013年
7 王力;新型自动液相微萃取与高效液相色谱联用技术及应用研究[D];华中科技大学;2013年
8 胡骢;新型搅拌棒吸附萃取涂层的研制及其在环境、食品分析中的应用[D];武汉大学;2013年
9 纪永升;新型功能化材料的制备及其在环境污染物色谱检测中的应用[D];兰州大学;2010年
10 黄运瑞;二氧化钛纳米管材料在环境污染物痕量分析中的应用[D];河南师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王青;超声辅助分散液—液微萃取/高效液相色谱联用测定环境水样中的有机污染物[D];西北师范大学;2013年
2 李星星;环境水样及农产品中农药残留的分析测定研究[D];苏州科技学院;2011年
3 鹿文慧;微型化液液萃取技术在环境水样中痕量污染物分析的应用[D];青岛理工大学;2010年
4 张智慧;基于纳米通道和光纤耦合技术分离检测环境水样中的阿特拉津[D];上海师范大学;2011年
5 卢曦;环境水样中亚硝胺消毒副产物及吡唑和吡咯类农药的色谱分析前处理方法研究[D];青岛理工大学;2013年
6 夏楠;光谱法分析环境水样的研究[D];长春理工大学;2011年
7 马维炜;离子液体分散液—液微萃取—高效液相色谱法测定环境水样中的有机污染物[D];西北师范大学;2013年
8 邵坤;蛋膜固相萃取在环境水样微量金属元素分析中的应用[D];武汉工业学院;2011年
9 马燕玲;新型萃取技术在痕量环境污染物分析中的应用[D];曲阜师范大学;2013年
10 张晓果;离子液体分散液相微萃取技术研究[D];河南师范大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 刘欢;青年女科学家奖一半出自北京[N];北京日报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978