论文部分内容阅读
全氟辛烷磺酸(Perfluorooctanesulfonate, PFOS)和全氟辛酸(PerfluorooctanoicAcid,PFOA)是2种具有代表性的全氟化合物(Perfluorinated chemicals,PFCs),具有遗传毒性、生物放大性以及致癌性等,对人类健康有潜在影响。因此对环境中PFOS和PFOA的分析检测具有重要意义。本文基于金纳米粒子比色分析方法、共振光散射技术、荧光分光技术等光学方法,设计了用于检测PFOS和PFOA的光学传感器,建立了简单、快速的光学分析方法,探讨了反应机理,并将其应用于实际样中PFOS和PFOA含量的分析测定。主要研究内容如下: (1)报道了一种基于正电金纳米粒子(AuNPs)检测PFOS的紫外-可见分光光度法及比色分析方法,该方法具有简单、快速、可通过肉眼观察颜色变化来实现对环境污染物PFOS检测等优点。在pH5.0的醋酸-醋酸钠(HAc-NaAc)缓冲介质中,PFOS能使巯基乙胺包被的正电金纳米粒子发生聚集,引起体系吸收信号及颜色改变,据此建立了检测PFOS的紫外-可见分光光度法及比色法,金纳米粒子在524 nm有特征吸收峰,在650 nm处有较宽吸收峰,PFOS的加入会使金纳米粒子524 nm吸收峰降低,650 nm吸收峰增强,随着PFOS浓度增大,体系颜色由酒红色向红紫色变化。线性方程为A=-0.346+0.049c,相关系数为0.9924,线性范围0.8~8.0μmol/L,检出限为80 nmol/L。表征了体系的紫外吸收光谱及扫描电镜显微成像(SEM),考察了金纳米粒子的聚集情况,并探讨了反应机理,优化了实验条件,最终选取pH5.0的HAc-NaAc缓冲溶液,不加NaCl调节体系离子强度,讨论了共存物质的影响。此方法成功用于自来水和嘉陵江水样中PFOS的测定,RSD≤4.4%。与液体色谱-质谱联用技术和气相色谱-质谱联用技术相比,本方法具有超速、简单和可通过肉眼观察颜色变化来实现对环境污染物PFOS检测的优点。 (2)研究了罗丹明内酰胺(Rhodamine lactam,简称RBh)与PFOS/PFOA相互作用的RLS光谱,建立了检测PFOS/PFOA的RLS分析方法。在pH值为7.1的缓血酸铵-盐酸(Tris-HCl)缓冲溶液中,RBh具有很强的散射信号,加入Cu2+,使得RBh水解,降低散射强度。PFOS/PFOA的加入使得体系散射信号进一步降低,且散射信号降低程度与PFOS/PFOA浓度在一定范围内具有线性关系,据此建立了检测PFOS/PFOA的RLS分析方法。表征了体系散射光谱、紫外吸收光谱,讨论了反应机理,优化了实验条件,讨论了共存物质的影响。方法用于实际水样中的PFOS测定,RSD≤4.9%。 (3)为了探讨与HPLC联用的可行性,讨论了在乙腈存在下,RBh-Cu2+-PFOS/PFOA体系的光谱特征。实验发现PFOS/PFOA能猝灭体系的荧光,且荧光猝灭程度与PFOS/PFOA浓度在一定范围内呈线性关系,据此建立了检测PFOS/PFOA的荧光分析方法。表征了体系荧光光谱、紫外吸收光谱,讨论了反应机理,优化了实验条件,讨论了共存物质的影响,方法用于实际水样中的PFOS测定,RSD≤4.2%。