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基于有机改性sol-gel技术的铅离子光化学传感膜的研制

洪松琛  
【摘要】: 在重金属之中,铅的含量最高,因此它对人类健康的危害也最严重。铅能引起消化系统、神经系统以及心脏的病变。铅对儿童的危害更为严重,可以导致儿童的智力障碍。环境中的铅大都以Pb2+的形式存在,所以设计Pb2+的化学传感器备受人们关注。本文就以光纤化学传感器(FOCS)为手段,采用有机改性的溶胶-凝胶技术,对实验室合成的三种对水中铅离子有较好响应的荧光指示剂进行包埋,制备了铅离子光化学传感膜。 本文共分为四章,第一章的文献综述主要介绍了三个方面的内容:1、实验室测定铅离子的方法;2、化学传感器法测定铅离子的研究近况;3、溶胶-凝胶的技术原理和优缺点及其在光化学传感器中的应用情况。 第二章利用有机改性的溶胶-凝胶包埋方式,以2-羟基-1-萘甲醛-8-氨基喹啉为荧光指示探针,结合正交实验方法探索了几个重要因素,如加水量、醇硅比、催化剂、添加剂等对成膜性的影响,制备了对水中铅离子有较好响应的传感膜,其线性范围为1.0×10-7~5.0×10-5mol/L,检测限为3.6×10-8 mol/L。此外,实验还对该传感膜的各项性能进行了考察,结果表明该传感膜具有良好的稳定性、重现性和可逆性。 第三章利用有机改性的溶胶-凝胶对meso-四(4-甲氧基苯基)卟啉进行包埋,制备了对水中Pb2+有较好响应的传感膜,线性范围为1.0×10-6~1.0×10-5mol/L,检测限为2.5×10-7mol/L。实验表明该传感膜具有良好的稳定性、重现性和可逆性,同时该传感膜的响应时间短,使用寿命长,适合于实时监控。 第四章利用有机改性的溶胶-凝胶对(2-亚甲基)苯并咪唑基-单氮杂-18冠-6进行包埋,制备了对水中铅离子有较好响应的传感膜,线性范围为5.0×10-6~1.0×10-4mol/L,检测限为2.5×10-6mol/L。实验表明该传感膜具有良好的重现性和可逆性,同时该传感膜具有良好的选择性且不受盐度的影响。文章的最后还对三种传感膜的实验结果进行了比较。 总之,本文在开发与合成灵敏度高,反应可逆的铅离子荧光光敏指示剂及利用有机改性溶胶-凝胶技术包埋指示剂制备铅离子传感膜方面进行了详细研究,为开发实时在线的铅离子光化学传感器提供了新的理论和实验依据。


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