功能化多孔材料的制备及其在四溴双酚A快速检测与去除中的应用研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kathrynde
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
四溴双酚A(TBBPA)是世界上生产量最大的溴代阻燃剂,在电子电器、塑料和纺织品等中广泛应用。这些产品在生产制造、使用和废弃处理的过程中,会向环境中释放TBBPA。目前在多种环境介质,如水、土壤、河流底泥和室内灰尘等中都有检出报道。TBBPA具有内分泌干扰效应、生殖毒性、免疫毒性和致癌作用,已经被国际癌症组织列为2A类致癌物。因此,开展TBBPA的快速检测技术和去除方法研究,对评估TBBPA污染现状,促进环境修复,保护人群健康有重要意义。多孔材料具有低密度、高比表面积和多孔性的优点,是一种理想的纳米负载平台和污染物吸附剂。本研究基于多孔二氧化硅和共价有机骨架化合物两种多孔材料,分别构建了对于TBBPA的快速检测和去除方法。本研究的具体内容如下:第一章多孔二氧化硅-量子点复合材料的制备及其性能评价目的:利用多孔二氧化硅作为纳米负载平台,通过共价键连接,将量子点嵌入到多孔二氧化硅的孔结构中,制备多孔二氧化硅-量子点复合材料。方法:以十六烷基溴化吡啶为致孔剂,硅酸四乙酯为硅源,制备多孔二氧化硅,通过接枝3-氨丙基三乙氧基硅烷将其表面氨基化。合成以巯基丁二酸为稳定剂的镉碲量子点,在EDC/NHS的催化作用下,通过氨基与羧基基团反应,将量子点嵌入到多孔二氧化硅的孔结构中,制备多孔二氧化硅-量子点复合材料。使用透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和Zeta电位分析仪对多孔二氧化硅-量子点复合材料进行表征。通过参比法测定多孔二氧化硅-量子点复合材料的量子产率;通过储存时间、不同p H和紫外灯照射等评价多孔二氧化硅-量子点复合材料的稳定性。结果:透射电子显微镜图显示多孔二氧化硅形貌为规则多孔球体,比表面积为485 m~2 g-1,典型孔直径分布为3和15 nm。X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱和荧光变化结果显示量子点成功嵌入到多孔二氧化硅的孔结构中。元素含量分析结果表明多孔二氧化硅-量子点复合材料中镉、碲元素的原子百分比之和为3.5%。多孔二氧化硅-量子点复合材料的量子产率为58%,存储30天之后荧光下降小于5%,在p H 5-10条件下荧光强度稳定,在紫外灯照射10 h后,荧光强度为初始荧光值的50%以上。结论:本章以多孔二氧化硅为负载平台,通过共价键连接量子点,制备了量子产率高和稳定性好的多孔二氧化硅-量子点复合材料。第二章表面印迹多孔二氧化硅-量子点荧光探针的制备及在四溴双酚A快速检测中的应用目的:构建一种分子印迹型荧光探针,建立一种快速检测TBBPA的方法,用于塑料电子垃圾样品中的TBBPA。方法:将第一章制备的多孔二氧化硅-量子点作为支持材料,使用表面分子印迹技术,以TBBPA为模板,3-氨基丙基三乙氧基硅烷为功能单体,正硅酸四乙酯为交联剂,在多孔二氧化硅-量子点表面合成分子印迹聚合物,制备特异性检测TBBPA的荧光探针。使用透射电子显微镜、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、Zeta电位分析仪和荧光分光光度计对分子印迹多孔二氧化硅-量子点复合材料进行表征。通过静态吸附和动态吸附评价分子印迹多孔二氧化硅-量子点的吸附性能和吸附机理。通过检测水样和塑料电子垃圾样品中的痕量TBBPA,评价该方法的实际应用能力。结果:通过对多种表征结果分析,证明在多孔二氧化硅-量子点表面成功合成了分子印迹聚合物,表面印迹多孔二氧化硅-量子点荧光探针制备成功。表面印迹多孔二氧化硅-量子点对TBBPA的理论吸附容量达到96.5 mg g-1,印迹因子为7.9,能够在10 min内达到吸附平衡。在最佳检测条件下,探针的荧光猝灭强度(λex=340 nm,λem=605 nm)与TBBPA浓度成正比,线性范围为0.025-5μM,检测限为5.4 n M。该方法对TBBPA具有较好的选择性,对常见离子具有较好的抗干扰能力,并且表面印迹多孔二氧化硅-量子点复合材料在存储20天后荧光强度下降小于5%。该方法成功地应用于塑料电子垃圾样品中TBBPA的检测,与高效液相色谱法具有较好的一致性。结论:本研究在多孔二氧化硅-量子点表面引入具有特异性识别能力的分子印迹聚合物,制备了一种用于TBBPA快速检测的新型荧光探针。该方法成功在塑料电子垃圾样品检测中应用。第三章羟基化多孔共价有机骨架化合物的制备及其在水环境中四溴双酚A去除的应用目的:制备羟基化多孔共价有机骨架化合物(Tp Da-OH),将其作为吸附剂用于水体中TBBPA的去除。方法:利用1,3,5-(4-氨基苯)基苯和2,5-二羟基对苯二甲醛为结构单体,通过溶剂热法制备富含羟基基团的二维多孔共价有机骨架化合物(Tp Da-OH)。使用透射电子显微镜、X射线光电子能谱、接触角实验和氮气吸附实验对Tp Da-OH进行表征。通过静态吸附和动态吸附实验考察Tp Da-OH对TBBPA的吸附容量、吸附热力学和吸附动力学。通过考察p H、腐殖酸和离子强度的影响,对抗干扰能力进行评价。通过实际水样的去除性能和重复使用6次后的去除率变化,对材料的实际应用和重复利用性能进行评价。此外,还对吸附机理进行了探讨。结果:Tp Da-OH具有二维多孔结构,比表面积为860.2 m~2 g-1,孔径为2.4 nm。Tp Da-OH对TBBPA的理论吸附容量为675.8 mg g-1,符合多层吸附模型,吸附过程为自发进行的放热过程。动态吸附过程符合伪二级动力学模型,在TBBPA浓度为10 mg L-1时,只需10分钟就能达到吸附平衡。Tp Da-OH对TBBPA的吸附在不同p H(3-8)、腐殖酸浓度(0-50 mg L-1)和Na Cl浓度(0-500 mg L-1)下,吸附容量不受干扰。在纯水、湖水和江水中的TBBPA去除应用中,去除率均大于95%,重复使用6次后,性能下降小于5%。Tp Da-OH吸附TBBPA的主要作用力来源于π–π和氢键作用。结论:Tp Da-OH对TBBPA具有吸附容量高、平衡时间短、抗干扰性强和重复利用性好的优点,是一种去除水环境中TBBPA的良好吸附剂,能够用于实际水样中TBBPA的去除。
其他文献
目的:通过构建前列腺癌失巢凋亡耐受细胞模型探究失巢对细胞凋亡、侵袭、迁移和自噬的影响。方法:采用持续悬浮培养前列腺癌PC-3、DU145细胞一周后重新贴壁培养两天的方法构建失巢凋亡耐受细胞模型。通过CCK-8法检测超低黏附培养板(ULAP)中培养的亲本(P)和失巢凋亡耐受(A-R)细胞的存活、增殖能力。应用流式细胞法测定细胞的凋亡水平。采用Transwell小室法检测细胞的侵袭、迁移能力。进一步在
众所周知,铁电材料具有自发电极化,并且电极化在外加电场作用下是可以切换的。由于它在电光学、压电和非易失性存储设备等不同方面的应用而受到广泛研究。铁电性第一次在包含氢键酒石酸离子的罗谢尔盐中发现,开启了铁电学研究的大门。考虑到该盐包含氢键酒石酸离子,氢键与铁电体之间的联系也随之被揭示。事实上,从氢键的性质来看,不难发现铁电体在氢键晶体中是广泛存在的。这是因为大多数氢键具有极性并且许多氢键晶体是空间反
钠离子电池因其丰富的钠资源、低成本以及性能与锂离子电池相似等优点,被认为是锂离子电池替代品中最具潜力的储能器件之一。但一些传统的无机材料用于钠离子电池时,由于钠离子半径较大,存在嵌入困难、体积膨胀大以及反应动力学迟缓等问题。有机材料的柔性结构,可以有效抑制电极材料在循环过程中的体积膨胀。但有机材料的电导率低,严重影响其实际容量和倍率性能的提高。针对这一问题,本文从提高电极材料电导率的角度出发,利用
一致性作为协作控制中最重要且最基础的协调行为已经被研究很多年,但绝大多数研究结果只关注网络中节点状态的演化。然而,对于交通网络、社交网络、计算机-路由器网络等侧重物质、信息或数据传输的网络,往往更关注网络中连边状态的演化。基于上述缘由,网络化系统的连边一致性研究在近几年受到了部分学者的关注,但由于网络化系统内部信息很难或不可能被检测到,以及连边状态的非负属性、连边状态的比例特性、控制输入的饱和特性
金属氧化物是由氧元素与一种或多种金属化学元素组成的二元或多元化合物,其性质稳定,在地球上广泛分布,具有包括高载流子迁移率、宽带隙、以及可控掺杂等在内的众多优异特性,在薄膜晶体管、光电探测器、生化传感器、超级电容器、压电发电机、太阳能电池和催化降解等领域有着广阔的应用前景。目前,金属氧化物纳米材料的制备已日趋成熟,然而其灵活的图案化制造以及高效的组装与集成却面临众多问题,如成型精度低、步骤繁琐和三维
第一部分小细胞肺癌的蛋白质组学研究目的:小细胞肺癌(SCLC)是一种高度侵袭性的肺神经内分泌肿瘤,具有增殖快、转移早、易耐药等特点。SCLC的分型经历了从基于形态学的经典型/变异型发展到基于神经内分泌指标表达的神经内分泌/非神经内分泌型,再到基于转录组学的转录因子定义亚型的漫长过程。但目前的分型体系并不能解释所有的小细胞肺癌发生发展过程中出现的现象,对预测患者预后、指导临床治疗的作用十分有限。本研
【研究背景】转铁蛋白受体(Transferrin receptor,TfR)属于细胞膜Ⅱ型跨膜糖蛋白,作为细胞摄取铁的主要通道,其表达与细胞生命活动对铁的需求量有着密切关系。TfR在正常组织细胞中低表达。肿瘤细胞因快速分裂增殖,DNA合成、细胞能量供应等生命活动旺盛,需要合成更多的核糖核苷酸还原酶、DNA解旋酶、DNA聚合酶、细胞色素氧化酶等含铁酶,铁元素的需求量大幅增加,使得TfR在快速增殖的肿
第一部分EGLN3在鼻咽癌中的表达情况及其与预后的关系目的:探索EGLN3在鼻咽癌中的蛋白表达水平及其对鼻咽癌患者临床预后的影响。方法:使用免疫印迹实验(Western Blot)比较EGLN3的蛋白表达水平在鼻咽正常上皮细胞系(NP69)与多种鼻咽癌细胞系(CNE2,HNE1,HK1,HONE1和CNE1)之间的差异。随后使用商业化鼻咽癌病理组织芯片(上海芯超)进行免疫组化染色实验,探索EGLN
背景:目前,肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)病人在接受腹腔镜肝切除术后深静脉血栓(Deep vein thrombosis,DVT)的发生率仍然未知。此外,现有的DVT发生风险评分系统不适用于接受腹腔镜肝切除术的HCC人群。方法:在2016年6月到2020年1月期间,共有355名在华中科技大学同济医学院附属同济医院肝脏外科中心接受了腹腔镜下肝切除手术的HCC病人
第一部分小胶质细胞和非小细胞肺癌细胞在脑转移定植中相互作用的研究目的:脑转移作为非小细胞肺癌患者死亡的主要原因之一,关于其内在的分子机制仍不清楚,目前缺乏有效的干预手段。鉴于肿瘤相关巨噬细胞在肿瘤中的作用日益显著,靶向巨噬细胞的治疗手段受到广泛关注。小胶质细胞作为大脑固有巨噬细胞,在非小细胞肺癌脑转移中的作用和分子机制尚未被揭示。本部分旨在研究脑转移微环境中小胶质细胞和肺癌细胞之间的相互作用和影响