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

摘要

纳米通道(nanotubules,nanochannel,nanotube或nanotubule)是指孔径在0.1～100 nm的孔或管道结构。纳米通道主要包括生物性纳米通道和材料性的纳米通道。生物性纳米通道易受温度、湿度、酸碱性、跨膜电位等因素的影响,难以在实际工作中大量使用。材料性纳米通道是以刚性较好的基底膜为模板,采用化学沉积等方法制备。这种材料性纳米通道受外界因素干扰小,弥补了生物性纳米通道的弊端,因此目前国内外材料性纳米通道得到了广泛的应用。
　　 金纳米通道(gold-nanotubules)是材料性纳米通道中的一种,因其具有高比表面积、纳米尺度效应、孔径可控性强、易修饰功能化基团等优越性,使得这种金纳米通道技术在生物医学、药理学、材料学、物理学、化学等领域表现出高度的优越性。
　　 2010年世界第41届世界博览会在我国上海市举办,这次世博会主题的根本就是立足于环境问题。“环境危机”问题己成为当下各个国家和民族迫在眉睫的大问题。阿特拉津(Atrazine,简写为ATR,又名莠去津,2-氯-4-乙胺-6-异丙胺-1,3,5-三嗪,CaH14ClN5)是选择性内吸传导型苗前、苗后除草剂。由于近几十年来ATR的大量使用,以及ATR不易降解和潜伏期长等,使得ATR成为了环境中农药残留物之一。长期接触或生活在有ATR残留物的环境中,会使人类的内分泌系统紊乱,甚至会导致癌症的发生。因此分离检测环境中ATR农药残留物极为重要。本论文以金纳米通道为基础,针对环境中残留ATR主要做了以下研究:
　　 (1)以多孔聚碳酸酯膜为模板,采用化学沉积法制备金纳米通道。
　　 (2)基于金纳米通道技术分离检测上海市内环境水样中的残留阿特拉津。研究主要是在金纳米通道内修饰上十八烷基硫醇,使通道内环境为疏水性通道阵列,将预处理过的环境水样过纳米通道后运用高效液相色谱法(HPLC)检测阿特拉津的含量。与此同时,直接采用高效液相色谱法(HPLC)检测经预处理过的实际水样。分别采用标准加标回收率法计算两种不同测试手段的加标回收率,考察上海市环境水样中阿特拉津残留情况。
　　 (3)通常,在实验室过程中,对某一样品过金纳米通道后的情况进行检测时,往往都要将样品从检测池中取出,操作非常费时且麻烦,在一定程度上,对实验结果造成误差。将紫外石英光纤、紫外光谱仪和U形流通池三者进行耦合连接,解决以往实验操作中的弊端,同时可以在线分离检测阿特拉津。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 纳米通道及其研究现状

1.1.1 生物性纳米通道技术

1.1.2 材料性纳米通道技术

1.2 环境污染问题与环境中残留农药的分离检测技术研究进展

1.2.1 上海世博会与环境保护问题

1.2.2 环境中残留农药的分离检测技术研究进展

1.3 光纤技术的研究近况

1.3.1 光纤及光纤的分类

1.3.2 光纤的应用

1.4 本文构思

第二章 金纳米通道的制备

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 仪器与试剂

2.2.2 制备金纳米通道的步骤

2.2.3 制备金纳米通道的原理

2.2.4 金纳米通道的表征

2.3 本章小结

第三章 基于纳米通道分离检测上海市环境水样中的阿特拉津

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 仪器与试剂

3.2.2 实验原理

3.2.3 实验方法与条件

3.3 结果与讨论

3.3.1 经预处理后的实际水样的色谱情况

3.3.2 上海市各区县,长江入海口等20个区域中阿特拉津的测试结果

3.4 本章小结

第四章 紫外光谱法与光纤耦合技术在线分离检测环境水样中残留的阿特拉津

4.1 前言

4.2 实验部分

4.2.1 仪器与试剂

4.2.2 实验原理

4.2.3 实验方法

4.3 结果与讨论

4.3.1 耦合器件与其他紫外光谱仪的测试比较

4.3.2 分别测试不同浓度的标准阿特拉津和百草枯(未过纳米通道)的结果比较

4.3.3 测试一定浓度的标准阿特拉津(过纳米通道后)的结果比较

4.3.4 不同类型的仪器测试环境实际水样

4.4 本章小结

参考文献

致谢

硕士阶段主要研究成果