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阿特拉津与百草枯在金纳米通道中的迁移特性研究

史汶灵  
【摘要】:纳米通道具有独特的微观管状结构,是指直径为0.1~100 nm的孔或管道结构,因其独特的尺寸效应,在材料物理化学性质,生物医学等方面表现出很好的应用前景。目前,纳米通道技术研究的内容主要涉及到膜的制备、分子在通道内的迁移特性以及相关理论研究。本文研究了金纳米通道的制备,以及金纳米通道的修饰,考察农药分子在通道内的迁移规律,外界电场作用下实现对农药分子的分离测定。 阿特拉津(ATR)是一种广泛使用的除草剂,对双子叶杂草具有很好的防治作用,但是阿特拉津在沙壤和粉沙壤土中的吸附性较差,很容易随雨水和灌溉渗入地下,从而造成地下水的污染。阿特拉津可通过呼吸、食入或皮肤接触危害人类健康,并已被证明是一种潜在致癌物和内分泌干扰物。目前,被广泛用于痕量农药检测分析方法有气相色谱,高效液相色谱法,气质联用等。尽管这些方法具有较好的灵敏度,但它们复杂、费时,且仪器不易携带,在连续监测及现场测定中受到限制。相对传统的分离方法,发展灵敏,便捷,具有高分离度的农药分离技术具有重要意义。本文研究内容主要包括以下几个部分: (1)在化学沉积制备金纳米通道的技术平台上,以聚碳酸酯膜为模板膜,通过化学沉积制备不同孔径的纳米通道膜;利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等方法对纳米通道进行表征。 (2)金纳米通道表面带有负电荷,为亲水性。阿特拉津和百草枯在结构性质上存在差异,百草枯为亲水性分子,水溶液中以阳离子形式存在,而阿特拉津为疏水性分子,水溶液中以分子形式存在,在外界驱动力加一恒电压的条件下,离子型百草枯由于电泳的作用会发生定向迁移,利用这一特点,实现对阿特拉津和百草枯的分离。 (3)阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的极性基团由于静电作用吸附在带有负电荷的金纳米通道内表面,疏水基朝向水相使固体表面呈“疏水状态”。当CTAB的浓度达到胶束浓度时,在Au通道内形成胶束,孔径变小。利用这一特点对离子型分了百草枯与分了型阿特拉津在金纳米通道内的迁移特性进行研究。随着CTAB浓度的改变,百草枯与阿特拉津的过膜速率也不同。 (4)以金纳米通道膜为载体膜,在金纳米通道内壁修饰L-半胱氨酸以及3-巯基丙酸,研究阿特拉津对修饰通道的氢键吸附作用,并研究了金属离子对修饰通道性质的影响,探讨可能的作用机制,为具有化学键选择性通道对物质进行分离提供理论依据。


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