纤维素基体荧光大分子的构建及其对污染物的识别机制研究

来源 :武汉工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:penguin669
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
纤维素是自然界中非常丰富的可再生自然资源,这是大自然给予人类的恩惠,潜能巨大。因其来源丰富、无毒、易改性和生物相容性好,被认为是世界能源和化学工业的主要原料。纤维素的化学反应主要分为纤维素羟基上的反应比如纤维素的交联、酯化、接枝共聚、醚化和纤维素链的降解反应两类。纤维素分子链中含有大量的氢键,这种极强的氢键作用使得纤维素具有结晶度高、玻璃化转变温度高且不溶于寻常溶剂的特点。通过对纤维素进行改造,增加其溶解度,扩大其运用范围。硝基芳香族化合物,尤其是2,4,6-三硝基苯酚(TNP)和2,4-二硝基苯肼(DNH)具有很强的生物毒性和爆炸危险性。它们作为化学原料药、农药、染料等工业中的重要试剂,被广泛使用。由于其强毒性和难降解性,过度使用会对土壤和水体造成不可逆转的危害,还会导致过敏、贫血、肝肾损伤、致癌等一系列人体健康问题。因此,有必要开发和完善对这类化学物质的现场荧光检测方法。这就要求荧光传感器具有灵敏度高、可靠性好、检出限低、操作方便等优点。在本研究中,我们首先合成了1,8-萘酰亚胺荧光小分子,然后通过在纤维素中引入萘酰亚胺荧光体,得到了三种纤维素荧光大分子传感器。通过核磁、红外、X射线光电子能谱、X射线衍射表征了纤维素荧光探针的分子结构。随后用荧光光谱分析了该探针,荧光检测结果表明三种探针对TNP具有选择性识别作用,检出限低至0.52μM。本工作为选择性检测TNP提供了新策略和新思路,扩大了纤维素的应用。其次,我们设计并合成了三种带有不同长链取代基的氟化硼二吡咯(Boron fluoride dipyrrole,BODIPY)衍生物,通过引入醛基最后引入到纤维素分子链上得到了三种不同的荧光纤维素大分子。采用核磁、红外、质谱确定了BODIPY荧光小分子的结构。同时用核磁、红外、X射线光电子能谱、X射线衍射表征了纤维素荧光探针的大分子结构。由于取代基的影响使得纤维素原有的刚性结构被破坏,纤维素探针的溶解度增强。最后,用类似的方法,将小分子探针固定在纤维素滤纸上,得到了纤维素荧光试纸。用紫外可见光谱和荧光光谱分析了三种BODIPY-纤维素探针的荧光性能。测试发现这种含有席夫碱基团的纤维素探针具有良好的荧光特性,可以作为水溶液中TNP和DNH猝灭型的荧光探针,检出限分别低至0.28μM和0.16μM,荧光猝灭效果裸眼可见。它们对TNP和DNH的识别还具有循环响应,利用率较高。相似得,纤维素试纸也具有同样的识别效果。简而言之,利用纤维素的羟基引入荧光基团得到的纤维素荧光探针,能专一性识别TNP和DNH,这为芳硝基化合物污染物的识别提供了一种快速便捷的响应方法。该方法扩展了对爆炸物的识别检测方法,也扩大了纤维素的运用。
其他文献
自首个Ni6(SC2H5)12团簇报道以来,关于硫醇保护的镍基纳米团簇在合成、结构解析、理化性质研究等方面都已经取得了诸多研究进展。尽管已有各种原子数不同的镍基纳米团簇被报道,但目前关于其在催化应用方面的研究仍相对较少。由于过渡金属镍具有低成本、易合成且产氢效率高等优点,使得镍基纳米团簇在产氢助催化剂方面具有较好的应用前景。在本论文中,通过引入不同硫醇配体及过渡金属,合成了不同的镍基纳米团簇。将具
学位
报纸
药物的合理使用对人类健康、安全具有重要意义。合适剂量的药物能预防、诊断和治疗各种疾病,但过量使用或长期处于药物污染环境会导致人体内分泌系统紊乱,阻碍机体的各项正常功能。因此,对药物的监测具有重要意义。电化学传感具有高的灵敏度、快的响应速度、成本低、实时监测等优点而被广泛关注。金属氧化物是常用的传感材料,具有催化活性高、种类繁多、结构可控等特点,但其存在导电性和稳定性不佳的缺陷,将其与导电性好的碳材
学位
金属/碳传感材料具有良好的催化活性、导电性和稳定性而被广泛关注,尤其是金属、异相原子共掺杂的碳材料,是高性能传感材料的首要选择。金属有机框架化合物(MOF)是合成这类复合材料的理想前驱体,经高温惰性氛围煅烧,可制得导电性好、比表面积大、内部孔道相通以及异相原子、金属颗粒均匀分布的碳基复合材料,该材料常表现出优异的催化性能。因此,本文通过合理设计MOF基前驱体,制得新型的金属、异相原子共掺杂的多孔碳
学位
苯并氮杂环骨架广泛存在于各种天然产物分子,生理活性化合物或者各种药物分子中,近些年来发展的氮杂邻亚甲基苯醌(aza-o-QMs)类中间体因其高活性可以发生很多类型的反应,从而能够为高效构建苯并氮杂环骨架提供新的方法,因此这类中间体拥有很好的发展前景和潜在的应用价值。本论文主要致力于研究氮杂邻亚甲基苯醌(aza-o-QMs)参与的环加成反应来构建新的苯并氮杂环衍生物。本论文的工作主要包括以下三个部分
学位
目前,由于中国市场经济的迅速发展,西南地区的隧洞工程量日益增加。然而,岩溶地区地质结构复杂,隧洞难免穿越复杂岩溶地质。其中,其中,充水溶孔这一复杂岩溶地质条件将对隧洞施工的总体安全性产生重大威胁,同时由于充满溶洞的巨大水流压力,使隧洞施工过程中极易产生突水等自然灾害,将严重危害隧洞施工的安全和生产,是隧洞施工面临的主要挑战之一。本文以岩溶地区某引水隧洞工程为背景,在总结国外已有成果的基础上,结合理
学位
在国内外,高速铁路快速发展,许多现代化、立体式的大型综合交通枢纽都是由多种运输节点所组成的。高架层、站台层与地下层是组成综合交通枢纽的主要结构层,集高速铁路、城际铁路、高速公路客运和公共交通等多种运输方式于一体,多种振源的相互作用和耦合叠加极大地加剧了结构的振动强度和车站内环境噪声的复杂程度,其产生的振动响应会导致人体的舒适度降低,站房结构的安全性甚至也会受到影响。因此,研究综合交通枢纽在多振源激
学位
在现代高等教育事业不断创新开展的过程中,英语口语教育一直是现代英语课程中的重难点内容。由于在实际的生活中学生缺乏具体的英语应用语境,很多学生在生活中缺乏必要的英语应用语境,因此众多教师培养学生的英语口语能力显得困难重重。在大学英语课程的口语教学中应用产出导向法,是转变学生英语语言应用能力不足、提高学生口语学习能力的重要途径。因此,本文主要分析了产出导向教学法在大学英语口语教学中的应用策略,以期提升
期刊
1,2,3-三唑是一种具有三个相邻氮原子的五元杂环化合物,这种独特的结构使得1,2,3-三唑比相应的1,2,4-三唑异构体具有更高的热稳定性和抗氧化还原能力,同时它也是酰胺的生物电子等排体,能形成氢键和配位键,与多种分子发生相互作用。由于其结构的特殊性,1,2,3-三唑也成为许多药物分子中的重要结构单元,其中官能化的(19)-酰基-1,2,3-三唑同时含有羰基和三唑环,因此可作为氢键受体和供体,在
学位
环氧树脂(EP)由于其优良的机械性能、透光性、电绝缘性以及在可塑性等方面优异表现,在建筑行业、模型制作、电路封装还有航空航天等领域得到了广泛地应用。然而环氧树脂易于燃烧的特性限制了其使用范围,并带来了安全隐患,因此提高环氧树脂的阻燃性具有重要意义。直接添加阻燃剂是一项简便可行的提升环氧树脂阻燃性的方法。本论文通过从三个不同的角度,设计并制备了拥有良好阻燃性能的环氧树脂复合材料。通过多种表征方式对复
学位