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《兰州大学》 2017年
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银纳米颗粒及其复合材料应用于检测农药的可视化新方法研究

马双  
【摘要】:随着纳米科技的不断发展,纳米材料尤其是贵金属纳米材料的研究引起了科研者的广泛关注。其中,与金纳米材料相比,银纳米材料由于制备方法简单,具有良好的稳定性、相对低的花费、更高的消光系数以及更好的催化活性而备受关注,在农药检测、抗菌、催化、药物传输、生物探针、可视化传感器等方面有广泛的应用。现今社会,工业高速发展,随之带来的是日益严重的环境污染和食品安全问题。而农药残留的检测也已经成为研究焦点。鉴于此,本论文以银纳米颗粒及其复合材料为基础,以有机磷农药三唑磷、6-苄氨基嘌呤、多菌灵为研究对象,探究出可视化检测微量农药的新方法,并结合计算化学内容,着力研究银纳米颗粒及其复合材料在农药残留检测方向上的应用。本学位论文共分为四章,简述如下:第一章:介绍了纳米技术的发展、贵金属纳米材料的性质及制备、农药残留的概述及检测方法、银纳米颗粒的性质、制备及其在各方面的应用。第二章:建立了一种基于对氨基苯硫酚功能化银纳米粒子(ABT-AgNPs)的简单的检测复杂环境中的6-苄氨基嘌呤(6-BA)的比色方法。当6-BA与ABT-AgNPs结合时,由于待测物与材料之间强烈的静电效应、氢键作用和π-π堆积相互作用,可以形成巨大的共轭网状结构,导致颜色从淡黄色变为橘红色。同时,通过密度泛函理论(DFT)也验证了6-BA与ABT之间的相互作用。系统地研究了实验条件对分析性能的影响。在最佳实验条件下,吸光度比值(A510 nm/A397 nm)与6-BA浓度的对数呈线性关系,线性范围为1-20μM,检出限低至0.1μM。此外,没有观察到来自常见无机离子和其他农药的明显干扰。在带有复杂基质的样品中也成功测定了6-BA。从水样和蔬菜样中获得的回收率在81.3%-101.2%之间。第三章:对比三种不同材料可视化检测三唑磷,通过反应时间、检出限等指标最终选取柠檬酸盐封端的银纳米颗粒(Cit-AgNPs),构建了一种具有开-关型颜色变化的简单比色传感器用于定量检测三唑磷。三唑磷存在时,Cit-AgNPs通过氢键、π-π相互作用以及取代反应产生团聚,其颜色从黄色变为紫红色,并对反应机理进行了详细探讨。三唑磷和Cit-AgNPs之间的理论研究也通过密度泛函理论(DFT)方法验证。与此同时,根据校准曲线可知,其线性范围为0.1-280μM,并且所提出的比色方法被证明具有极好的灵敏度,检出限为5 n M。用于复杂基质样品中测定三唑磷,回收率为82%-100.8%。该比色探针已成功应用于三唑磷的可视化检测,验证了其在实时和现场监控检测方面具有良好的应用前景,并具有简单快速、便携性、低成本和可视化检测的显著优势。第四章:利用罗丹明B修饰的银纳米粒子(RhB-AgNPs)实现了对农药多菌灵的可视化检测。当存在多菌灵时,RhB-AgNPs会发生聚集,并且产生从淡黄到浅橘色的颜色变化,导致RhB-AgNPs400 nm处的紫外可见吸收峰降低,同时在510 nm处出现新峰。结果显示吸光率(A_(510nm)/A_(400nm))与其多菌灵浓度对数呈线性关系,线性范围为5-400μM,检出限为88 n M,证明了该方法检测多菌灵可行性。该方法已被成功应用于检测水(自来水、黄河水)及果蔬(苹果)样品中的多菌灵。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB383.1;TQ450.263

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