功能化MOFs@Ag表面增强拉曼光谱对PAEs塑化剂的高性能检测

来源 :东华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maxyz
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
邻苯二甲酸酯类(Phthalate esters,PAEs)是一类常见度最高的塑化剂,达到所有塑化剂总添加量的80%。PAEs仅仅是通过物理作用与塑料高分子相结合,在外界温度和p H的影响下,易于从塑料中迁移到周围环境中。PAEs具有类似雌激素的作用,长期接触后,影响体内的激素合成和代谢,损伤人体健康。表面增强拉曼散射光谱(Surface enhanced Raman scattering,SERS)由于技术操作简单、耗时短,成为可靠而又灵敏的无损检测技术。该技术的关键在于性能优异的基底,有助于产生增加的拉曼信号进行灵敏检测。本文通过将多孔金属有机框架(Metal organic frameworks,MOFs)与Ag结合,作为SERS基底,实现塑料中PAEs的快速鉴别与高灵敏测定。本文主要研究内容如下:(1)建立了以Zr-UIO-66@Ag NPs为基底,采用拉曼增强光谱检测邻苯二甲酸二-(2-乙基己基)酯(Di-(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)的新方法,探究了拉曼增强的机理。首先,以Zr4+为金属活性中心,对苯二甲酸为侨联配体,通过水热法合成八面体Zr-UIO-66,并将纳米银颗粒负载在其表面,制备出的Zr-UIO-66@Ag NPs基底用于塑料中DEHP的检测。研究表明Zr-UIO-66@Ag NPs的增强效果明显强于单独Ag NPs或Zr-UIO-66的,原因在于单独Ag NPs状态不稳定容易团聚,并且对分子的吸附性能差,而Zr-UIO-66比表面积大、吸能力强,将Ag NPs分散到Zr-Zr-UIO-66表面,不仅可以减少Ag NPs的团聚,而且又能结合Zr-UIO-66的吸附功能。当Zr-UIO-66与Ag NPs的混合浓度为1:2时,Ag NPs在Zr-UIO-66表面分布均匀,此时的Ag NPs粒径大约为46 nm,颗粒之间的间隙约为26 nm,产生的局部表面等离子体共振“热点”最丰富,在对DEHP的拉曼测试中,表现出较宽的检出浓度范围10-4~10-11 mol/L,检出限低至3×10-12 mol/L。同时,成功应用于实际塑料中DEHP的鉴别和测定,样品加标回收率为81.9~110.1%,得到满意的检测结果。(2)制备和表征Co-ZIF-67和纳米银线(Ag nanowires,Ag NWs)(Co-ZIF-67@Ag NWs)复合物作为SERS基底,建立邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate,DBP)的拉曼增强光谱定量分析方法。首先,以水热反应合成纳米银线,通过调整Ag MWs与Co-ZIF-67的混合比例,在Ag NWs上生长具有多孔结构的Co-ZIF-67,制备出功能化Co-ZIF-67@Ag NWs复合基底。表征结果表明复合基底中Ag NWs表面粗糙、带有明显的尖端,并且保持零价价态,有利于产生强电磁场,而Co-ZIF-67尽管在生长过程中形貌遭到破坏,但仍然具有较高的吸附性能。以Co-ZIF-67@Ag NWs作为基底对DBP进行拉曼测试,结果表明Co-ZIF-67@Ag NWs具有较高的线性相关性(R~2=0.9964)、较好的重复性(RSD=6.18%)和较强的稳定性(RSD=5.32%)。最后,在对实际塑料的检测中发现,塑料中都含有一定量的DBP,但是含量都远远小于国家和国际标准。(3)利用Co-ZIF-67@Ag NWs基底对多种PAEs进行定量分析。以邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl phthalate,DMP)、邻苯二甲酸二壬酯(Dinonyl phthalate,DNP)、邻苯二甲酸二癸酯(Didecyl phthalate,DNDP)、邻苯二甲酸二异癸酯(Diisodecyl phthalate,DIDP)、邻苯二甲酸二苯酯(Diphenyl phthalate,DPHP)、DEHP、DBP等七种PAEs为研究对象进行检测,分析其中PAEs在拉曼光谱中存在的异同点。结果表明七种PAEs的拉曼谱图中都含有相同的峰,这是因为PAEs结构中都有邻苯基团和酯基,相同的特征峰是由这两个结构振动产生的,但是不同PAEs之间仍然存在不同。例如,碳链长度(DMP和DNP)、同分异构体(DNDP和DIDP)、取代基种类(DPHP和DEHP)不同会对特征峰位置、峰强和峰宽产生差异。因此,通过建立的Co-ZIF-67@Ag NWS拉曼增强方法可以快速鉴别不同种类的PAEs。
其他文献
超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)具有超高的延性、优异的能量吸收能力以及良好的耐久性,其在防护结构中有着广泛的应用前景。K&C模型被用于研究混凝土类准脆性材料在动态荷载作用下动力特性,但是该模型无法准确地描述UHTCC这种韧性水泥基材料的各项动态力学特性。为得到适用于UHTCC的K&C模型参数,基于现有UHTCC材料单轴压缩/拉伸、霍普金森杆的压缩/劈裂和三轴压缩试验数据,校核K&C模型中的损伤
期刊
激光加工是实现高精度加工的一项重要技术手段。随着经济社会的发展,现代精密加工业对于激光加工的速率、精度以及效率等同时提出了更高的技术要求。然而传统体制的激光无法同时满足这一实际工程需要,因此设计一种具有高烧蚀效能的新体制脉冲串激光就显得尤为迫切。本论文通过在典型金属材料表面产生激光诱导表面周期性结构(LIPSS)的方式实现了材料能量绝对吸收率的大幅提升,并基于这一技术手段设计了一种能够高效能烧蚀典
学位
高精度的时间基准在国民经济与国家建设中的重要性日益凸显,守时与授时服务是国家重要的基础设施支撑,研究守时中的关键技术问题具有重要的现实需求和意义。守时系统一般通过原子钟组计算纸面时,再经过相位微跃计或超净锁相振荡器产生物理信号,其中关键的超净锁相振荡器设备实际是一个数字锁相环,不仅可以实现相位微跃,而且起着净化原子钟相位噪声、提高频率稳定度的作用。本文围绕数字锁相环的环路优化与相位微跃技术展开研究
学位
我国的目标是在2060年之前,通过节约能源、减少排放和重新造林,实现相对碳的零排放,充分抵消本国的二氧化碳排放。中国碳排放的51%来自于电力与热力行业,全球每年的空调用电量约占总用电量的10%,带来了电力资源的巨大消耗,空调节能技术的研究受到众多研究者的重视。重力循环柜是毛细管空调末端的一种新型应用设备,内部有凝水盘,从结构上有效解决毛细管辐射空调夏季使用时的结露风险,冬季使用时可以利用低温热源,
学位
水平有限长体作为海洋工程结构物的主要构件,其遭遇海洋内孤立波的适应性问题受到海洋工程技术领域的广泛关注。与表面斜向波浪类似,真实海洋环境中内孤立波的传播方向也是任意的,导致水平有限长柱体常处于与内孤立波的斜向相互作用状态,然而斜向内孤立波对海洋结构物的危害性机理迄今尚不清楚。有鉴于此,本文在大型重力式分层流水槽中开展斜向内孤立波与水平有限长柱体作用特性的实验研究,提出了基于波流可视化实验结果的水平
学位
无人机传统控制模式已经较为成熟,可满足一般任务环境飞行要求,但是对于无人机复杂控制任务,如集群飞行控制,使用传统的控制模式将会随着集群规模的扩张而极大增加操作员的负荷,难以保证无人机控制的实时性、安全性和有效性。为此,论文基于平行系统的思想提出无人机的平行控制方法,通过在地面站构建与实际飞行无人机相对应的平行无人机模型,发挥地面站的算力优势实现平行模型的状态同步、事件预判和主动控制。本文研究重点聚
学位
目的 以PASS处方点评和前置处方审核系统的应用为切入点,多学科协作持续改进,提高合理用药水平。方法 通过多学科团队访谈总结北京市西城区广外医院合理用药管理存在的问题,采用PDCA循环管理法,针对存在的问题和不合理医嘱排名前3位的抗生素、非抗生素西药、中成药进行改进;以该医院2021年门急诊处方在前置处方审核系统、处方点评系统中的监测指标评价改进效果。结果 2021年实施PDCA循环管理前后,第1
期刊
微动指目标或目标的组成部件除了质心平动之外的转动、振动以及其他小幅运动,是雷达目标识别的重要信息来源,对其进行特征提取与识别对目标探测、跟踪和辨识分类具有重要意义。当空间目标为非合作目标时,其通常采取多目标、诱饵或干预、藏匿与低空等措施,对目标微动特征提取与识别带来了巨大的挑战,需要创新微动特征提取与识别理论与方法。随着深度学习等人工智能技术的发展以及空间目标雷达观测数据的不断积累,基于数据驱动的
学位
<正>建设工程招投标是建设单位对拟建的工程发布公告,通过法定程序和方式吸引建设项目的承包单位竞争并从中选择条件优越者来完成工程建设任务的法律行为。多年来,工程建设领域招投标活动中的诸如“围标串标”等乱象时有发生。这一问题的存在严重影响了建筑行业市场上企业的公平竞争环境,扰乱了建筑市场秩序,并给工程建设质量和安全带来隐患。
期刊
农田氮(N)、磷(P)等面源污染物的产生及入河是造成水体富营养化的主要原因。河网圩区旱地N、P排放过程既受到降雨过程的影响,也受到潮汐作用及泵站开关的影响,并且在入河过程中还受到沟渠底泥N、P释放影响,导致面源污染产生及入河过程尤其复杂。目前,对于面源污染的监测与研究主要采用田间样方,缺乏田间及入河过程协同监测方法和排放规律研究。为了解河网圩区旱地N、P和泥沙排放及其入河规律以及河道水体N污染来源
学位