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环境分析专用

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环境分析专用相关的论坛

  • 【求助】环境分析认可项目

    大家好: 我们的实验室准备申请环境分析方面的项目扩展,但是现在不知道该扩哪些项目?我们主要是想申请一些在环境分析中常规的检测项目,还请高手们指教。

  • 【资料】水环境分析及预测

    水环境分析及预测[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=159153]水环境分析及预测[/url]版主:这个资料是从网上下载的。带有网站标识,看了仪器论坛发帖准则并没有提到这一点。如果斑竹觉得不合时宜,请先告知一下。

  • 【分享】基础知识--环境分析化学

    环境科学和环境保护的重要基础,环境化学的一个分支,简称环境分析。人们为了认识、评价、改造和控制环境,必须了解引起环境质量变化的原因,这就要对环境(包括原生环境和次生环境)的各组成部分,特别是对某些危害大的污染物的性质、来源、含量及其分布状态,进行细致的监测和分析。环境分析化学就是研究环境中污染物的种类、成分以及如何对环境中化学污染物进行定性分析和定量分析的一个学科。例如某一区域环境受到化学物质污染,首先要查明危害是由何种化学污染物引起的。为此就须要鉴别污染物,也就是进行定性分析。其次,为了说明污染的程度,还须要测定污染物的含量,即进行定量分析。环境分析化学研究的领域非常宽广,对象相当复杂,包括大气、水体、土壤、底泥、矿物、废渣,以及植物、动物、食品、人体组织等。环境分析化学所测定的污染元素或化合物的含量很低,特别是在环境、野生动、植物和人体组织中的含量极微,其绝对含量往往在10-6~10-12克水平。

  • 【分享】环境分析化学ppt

    环境分析化学ppt[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=164218]环境分析化学ppt[/url]

  • 建议成立环境分析资源共享

    由于环境保护变得越来越重要,建议成立一个环境分析方面的信息库。 内容包含:大气、土壤、水质和放射性等方面的分析仪器、分析方法。例如:一、水质分析仪器: 1、美国HACH公司 2、意大利HANNA公司 3、德国Tintometer公司 4、德国WTW公司二、烟气分析仪器 1、美国IMR公司 2、德国TESTO公司三、烟气分析方法 1、电化学分析方法 2、NDIR(红外) 3、热导原理

  • 【资料】环境分析化学 ppt

    [img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=181547]环境分析化学.rar[/url]

  • 【分享】原子吸收在环境分析中的应用

    [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]在环境分析中的应用[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=39670][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]在环境分析中的应用[/url]

  • 室内环境分析检测

    单位想建一个室内环境分析检测实验室,主要想用于室内气体检测。不知需要什么仪器设备,大概需要多少钱?谢谢大家.做的是常规项目。

  • 环境分析检测能力一览表

    希望能对大家有帮助![img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=18183]环境分析检测能力一览表[/url]

  • 环境分析化学发展趋势(转帖)

    作者: aresstable 发布日期: 2005-12-21 出自: http://emuch.net一、引言  各类资源的过分开发、能源的浪费、由之而来的气候变化、无序的城市化、有害化学物质的无控排放…导致全国生态环境的恶化已超过—般想象。十大环境祸患严重威胁人类。面对这种现实,保护环境必然成为当代环境工作者刻不容缓的职责,这也是国民经济持续发展的要求。  许多环境问题直接或间接与化学物质有关,所以环境化学工作者就首当其冲:环境中有什么潜在有毒物质?它们来自何方?进入环境后有什么变化?可能造成什么危害?我们应当采取什么措施?新化学产品在进入环境前能采取什么办法防止或减少对环境的冲击?在这里环境分析责无旁贷,应起首要的作用。环境分析工作者就要利用各种分析手段提供合适的分析方法、阐明污染物质的组成、结构、状态以及含量,弄清问题的渊源,进而对紧迫情况及早提出预报与警告,促进新的安全流程或更替产品,以改善对环境及人类的冲击,并可联系其它学科,例如环境生物学、毒理学等的工作者共同努力,进行危险性评价、指出安全范围、建管理标准和控制防治措施等。  环境分析化学是环境化学的一个重要组成部分,是开展环境科学研究不可缺少的基础。它是研究环境污染物质的组成、结构、状态以及含量的分析化学一个新分支。在某种意义上讲,环境科学的发展依赖于环境分析化学的发展。环境分析化学具有以下特点:(1)涉及范围广。涉及大气、溪流、湖泊、江河、海洋、土壤陆地系统、乃至生物圈等;(2)对象复杂。CA登录的化学品数目已逾1800万种,估计进入环境的已有10万种、要求对这些物质进行价态,形态分析,结构分析,系统分析,同类物、异构体分析。微区、薄层、表面分析等;(3)变异性。对环境系多层次、多介质、多元动态系统,要求分析研究对象的迁移变化等;(4)定量分析。除要求常规指标,如化学耗氧量(COD)、生物耗氧量(BOD)、溶解氧(DO)等例行测定项目外,还要求具体物种的痕量甚至超痕量分析,而后两者又显得越来越重要;(5)普遍性、实用性强。包括化工、钢铁、信息、交通、能源等各行各业均有关,有时要求十分迫切。由于以上原因,环境分析化学实际上动用丁现代分析化学的几乎所有的测试技术和手段。二、环境分析样品前处理(sample pretreatment methodologies in environmental analysis)  由于环境样品具有被测物浓度低、组分复杂、干扰物质多、同种元素以多相形式存在、易受环境影响而变化等特点,通常都要经过复杂的前处理后才能进行分析测定。经典的前处理方法,如沉淀、络合、衍生、吸附、萃取、蒸馏、干燥、过滤、透析、离心、升华等,靠人工操作,重现性差,工作强度大,处理周期长,又要使用大量有机溶剂等。因此样品前处理预分离是环境分析中最薄弱的环节,而也是目前环境分析化学,乃至分析化学中一个重要的关键环节、前沿研究课题。它包括了各种前处理新方法与新技术的研究及这些技术与分析方法在线联用设备的研究两个方面。新方法与新技术中较为成熟的有:1、固相萃取法(solid-phase extraction,SPE)  其原理是根据样品中不同组分在固相填料上的作用力强弱不同,被测组分与其它组分分离。主要用于处理环境水样及可溶的固体环境样品,也可用于捕集气体中的痕量有机物及气溶胶。改变洗脱剂组成、填料的种类及其它参数以达到不同分离的目的。早期以柱状固相填料为主,近年来出现了厚度为1mm左右新型薄膜填料,它们截而积大、流量高,特别适合于野外现场处理样品。2、超临界流体萃取法(supported liquid memberane,SLM)  该法利用超临界流体既有与液体相仿的高密度,具有较大的溶解能力,又有与气体相近的高扩散率,因此能有效地从固体内部将被测的溶质萃取出来。它特别适合于处理各种固体的环境样品。改变超临界流体的组成、温度、压力,可以有选择地把不同的组分从样品中先后连续萃取进行分离。既用于样品的前处理,也用于固体废弃物的治理。3、固相微萃取法(solid-phase microsextraction,SPME)  它用装在注射器针头内的熔融石英光导纤维作载体,表面用有机固定液作涂渍处理。当它浸在样品溶剂中时,被测物通过扩散吸附在它表面,然后转移至[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱仪[/url]的进样口进样,通过加热脱附,被测物随载气进入色谱校进行分离和测定。该法可用于处理各种气体和液体的环境样品,也可用于处理固体样品中的挥发性物质、通过改变固定液的类型与液层的厚度,可以改变方法的选择性,提高吸附量,易于自动化,可直接处理低于10-9级的水样,也便于和其它分析方法(例HPLC等)联用。表-1列出几种代表性的无、少溶剂样品前处理方法的比较。表-1几种主要的无、少溶剂样品前处理方法前处理方法 原理 分析方法 分析对象 萃取相 缺点  顶空法(静态顶空法,捕吹法)利用待测物的挥发性 直接抽取样品顶空气体进行色谱分析;利用载气尽量吹出样品中待测物冷冻捕集或吸附集的方法收集被测物 挥发性有机物 气体 静态顶空法不能浓缩样品,定量需要校正,吹捕法易形成泡沫,仪器超裁  超临界流体萃取 利用超临界流体密度高、粘度小对压力变化敏感的特征 在超临界状态下萃取待测样品,通过减压、降温或吸附收集后分析 烃类及非极性化合物,以及部分中等极性化合物 CO2、氨、乙烷、乙烯、丙烯、水等 萃取装置昂贵,不适于分析水样  膜萃取 膜对待测物质的吸附作用 由高分子膜萃取样品中的待测物,然后再用气体或液体萃取出膜中的待测物 挥发、半挥发性物质,支载液膜萃取在不同pH值下能离子化的化合物 高分子膜、中空纤维 膜岁待测物浓度变化有滞后性,待测物受膜限制大  固相萃取 固相吸附剂对待测物的吸附作用 先用吸附剂吸附在用溶剂洗脱待测物 各种气体液体及可溶的固体 盘状膜、过滤片、固相萃取伎 回收率低、固体吸附剂容易被堵塞  固微相萃取 待测物在样品及萃取涂层之间的分配平衡 将萃取纤维暴露在用品或其顶空中萃取 挥发,半挥发性有机物 具有选择吸附性的涂层 萃取涂层易磨损,使用寿命有限4、加速溶剂萃取法(简称ASE)  这是一种全新的萃取方法,它可以显著提高样品前处理的速度。溶剂被泵入盛有样品的萃取池后,加温加压,数分钟后,萃取物从加热的萃取他中输送到收集瓶中供分析中。萃取步骤全程自动化,并且可以多次萃取,快速省时,溶剂消耗量少。以分析土壤中有机氯农药为例,首先要用大量有机溶剂将其从基体中提取出来。新近颁布和即将出台的环保法规对实验室使用溶剂在许多方面做出了严格的限制。为适应这种变化,加速溶剂萃取作为减少溶剂消耗量的固体样品前处理技术应运而生。与传统方法相比较,加速溶剂萃取更方便、快速、溶剂用量少,其重现性与超声萃取相当。并且避免了使用超声萃取所带来的多次清洗的问题。表-2示出水中优先检测有机污染物600系列标准分析方法,经过适当的前处理步骤,便可发展为相应污染物在饮用水(500系列)和固体废弃物(8000系列)中的标准分析方法,这些方法与各自前处理的操作步骤实际上是相应的。  表-2USEPA 500,600和8000系列方法编号对照表    污染物名称 500系列    (饮用水) 600系列    (废水) 8000系列    (固体废弃物) 主要分析方法    挥发性卤代烃 502.1 601 8010 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]/OHD,ECD    挥发性有机物 502.2 8015     挥发性芳烃类 503.1 601 8020 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]/PID    丙烯醛、丙烯腈 603 8030 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]/FID    二溴乙烯,二氯氮丙烷 504     酚类 604 8040 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]/FID’,EC    有机卤化物,农药急PCBs 505     联苯胺类 605     邻苯二甲酸酯类 506 606 8060     含N,P农药 507     亚硝胺类 607 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]/NPD’TEA    有机氯农药及PCBs 508/508A 608 8080 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]/ECD    硝基芳烃及异佛尔酮 609 8090 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]/EC,FID    多环芳烃类 610 8100 LC/UV,荧光,[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]/FID    卤代醚类 611 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]/OHD    卤代烃类 612 8120 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]/ECD    2,3,7,8-TCDD 613 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]/MS    有机磷类 8140     有机氯除草剂 515 8150     挥发性有机物 524-2(60重) 624 8240 [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]gc[/url]/MS    半挥发性有机物 525 625 8250 GS/MS

  • 环境分析标准曲线要不要每个浓度点做平行

    这个标准中未提到在做标准曲线时,一个浓度点做几次平行,是不是标准曲线每个浓度点只做一次就够了,一般在环境分析标曲应该每个点几次平行[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201181438250059_5492_5519762_3.png[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201181438252242_37_5519762_3.png[/img]

  • iCMS2014 质谱网络会议——环境分析专场

    http://img3.17img.cn/bbs/upfile/images/20100518/201005181701392921.gifiCMS2014 质谱网络会议——环境分析专场会议时间:2014年11月21日 09:30—12:00【简介】 仪器信息网将于2014年11月18-21日举办"第五届质谱网络会议(iConference on Mass Spectrometry,iCMS2014)",本届会议将与中国化学会质谱分析专业委员会合作举办,旨在通过网络会议平台给国内质谱科学家提供一个全新的沟通交流平台,提高质谱科学研究和应用水平。 本届网络会议为期四天,将开设质谱新技术专场、地质能源专场、药物分析专场(上)、药物分析专场(下)、蛋白质组学/代谢组学专场(上)、蛋白质组学/代谢组学专场(下)、环境专场、食品专场共8个主题,每个主题为1个分会场,时长为半天或一天,大会将提醒近30名著名质谱专家就不同的主题做精彩的报告并同期与大家进行交流。成功报名并准时参会的用户均可获得一份iCMS历届会议的精选光盘(2张),并有机会获赠100元手机充值卡和Kindle Paperwhite电子书阅读器(4GB)。 iCMS2014—环境分析专场1)质谱在持久性有机污染物分析中的应用进展——张庆华 研究员(中国科学院生态环境研究中心)2)气相色谱-质谱联用技术监测环境中可挥发性有机化合物(拟)——天瑞其他报告陆续更新。报名地址:http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInsidePage/1080-------------------------------------------------------------------------------1、报名条件:只要您是仪器网注册用户均可报名参加。2、报名及参会咨询:QQ群—231246773

  • 【原创大赛】第四届原创——大体积进样技术在环境分析中的应用

    论文题目——大体积进样技术在环境分析中的应用论文主要内容: 在毛细管气相色谱法(CGC)中, 采用大体积进样技术(LVI), 即使用能够容纳大体积样品的进样装置以及增加可控时间的溶剂蒸汽放空装置, 可以满足环境样品中超痕量组分的分析要求, 简化样品浓缩步骤以及实现液相色谱(LC)与CGC的在线联用。针对分析物的性质、毛细管柱的规格和分析的目的已发展了多种LVI。本文总结了几种常见的LVI, 包括柱头进样(OCI)和程序升温进样(PTV), 以及近年来发展的一些新技术, 如在柱同时溶剂浓缩进样、样品直接引入进样/复杂基质进样和同时溶剂冷凝无分流进样, 阐述了各种进样技术的基本原理及其与样品提取、LC纯化在线联用的方法在环境分析应用中的一些最新研究进展。

  • [下载]原子吸收光谱及其在环境分析中的应用

    不知道大家能否看到?欢迎下载.[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=17000][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url]及其在环境分析中的应用[/url]

  • 【原创大赛】金属有机框架材料及其在环境分析中的应用

    【原创大赛】金属有机框架材料及其在环境分析中的应用

    [align=center]论文题目:金属有机框架材料及其在环境分析中的应用[/align][align=center]金属有机框架材料及其在环境分析中的应用[/align]摘要:[font=宋体]目前环境污染问题严重,环境污染物层出不穷,如重金属离子[/font]Cd2+和Pb2+等和有机污染物如CH3NO2、邻苯二酚和对苯二酚等对环境及人体健康产生严重影响。本文主要论述金属有机框架材料(MOFs)应用于荧光传感器、电化学传感器、比色免疫传感器及与其他技术相结合等技术在定性和定量分析环境污染物中的作用,并阐述了MOFs对环境分析的重要性。关键词:金属有机框架材料,传感器,环境污染物[align=center]Metal Organic Frameworks and Their Applications in Environmental Analysis[/align]ABSTRACT:At present, the problem of environmental pollution is serious, environmental pollutants emerge in endlessly, such as heavy metal ions Cd2 + and Pb2 + and organic pollutants such as CH3NO2, catechol and hydroquinone, which have a serious impact on the environment and human health. This paper mainly discusses the application of metal organic framework materials (MOFs) in fluorescent sensors, electrochemical sensors, colorimetric immunosensors and other technologies in the qualitative and quantitative analysis of environmental pollutants, and expounds the importance of MOFs in environmental analysis.KEY WORDS: Metal Organic Frameworks,Sensor,Environmental Pollutants[align=center]目 录[/align]引言.[color=black].......................................................(5)[/color]第1章 概论.[color=black]................................................(6)[/color]第1.1节 MOFs简述...................[color=black]....................[/color]...[color=black](6)[/color]第1.2节 MOFs分类......[color=black]..................................[/color]..[color=black](6)[/color]1.2.1 [font=宋体]网状金属-有机骨架材料[/font]............[color=black].............[/color].........[color=black](6)[/color]1.2.2 类沸石咪唑酯骨架材料..........[color=black]................[/color].........[color=black](7)[/color]第1.3节 MOFs在环境分析中的作用概述....[color=black]...............[/color].....[color=black](7)[/color]第2章 MOFs应用于环境分析的先进技术.......................[color=black](8)[/color]第2.1节 基于MOFs的化学传感器..............................(8)2.1.1 [font=宋体]荧光传感器[/font].......................[color=black].............[/color].........[color=black](8)[/color]2.1.2 [font=宋体]电化学传感器[/font].....................[color=black].............[/color].........[color=black](9)[/color]2.1.3 其他[font=宋体]传感器[/font].......................[color=black].............[/color]........[color=black](11)[/color]第2.2节 MOFs与其他技术相结合检测环境污染物...............[color=black](15)[/color]第3章 MOFs在环境分析中的重要性..........................[color=black](16)[/color]结论.......................................................[color=black](18)[/color]参考文献...................................................[color=black](19)[/color][align=center]引 言[/align]环境污染问题是当今社会问题焦点,而首先如何定量和定性分析环境中存在的污染物成为目前较为热点的课题。金属有机框架材料(MOFs)作为一种调节性大、吸附性强的材料。由于MOFs突出的特点,可以将其直接作为传感器以化学信号或电信号的形式传递污染物信息。不仅如此还可以将MOFs运用于预处理样品阶段使得样品更易分析。MOFs的分类众多,根据金属离子和有机物的不同、合成方法的不同可以得到不同性能的MOFs,由此给予人们更广阔的研究空间和前景,所以MOFs在环境分析技术中占据重要地位。[align=center]第1章 概论[/align][align=center]第1.1节 MOFs简述[/align]金属有机框架材料(Mental Organic Frameworks MOFs)是在配位化学及有机化学基础上合成的一种新型多孔晶状有机-无机杂化材料。[1]根据金属离子和有机配体的不同组合可以得到不同结构不同功能的MOFs,固相合成通常使用机械化学法,而液相合成方法有水热合成法、扩散法、微波合成法等。其中水热法最为常见。[color=black][2][/color]从本质上来说合成MOFs分为三种合成方式。第一种是合成MOFs后去除溶剂,第二种是对合成的MOFs进行功能性修饰,合成指定性能的MOFs,第三种则是将纳米团簇材料和MOFs复合。[color=black][3][/color]此外,由于MOFs的孔径可调性、稳定性强、结构有序性等特点,使得其在各个领域都有很好的应用前景。[align=center]第1.2节 MOFs分类[/align]MOFs由过渡金属离子和有机配体组成,而金属离子Fe3+、Al3+等和有机配体如羧酸类、含氮杂环类有机物的多样性又使MOFs有诸多分类。以下介绍两种常见的MOFs。1.2.1[color=black]、[/color]网状金属-有机骨架材料网状金属-有机骨架材料(IRMOFs)[color=black][4][/color],其由常见过渡金属离子如Zn2+、Cu2+等与有机羧酸合成,得到的一种网状结构MOFs材料。具有去掉溶剂分子而不使孔结构坍塌的特点。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109042206572006_7113_5365519_3.png[/img][/align][align=center]图1[color=black][/color]1 [size=16px]IRMOF-9结构[/size][color=black][4][/color][/align]1.2.2[color=black]、[/color]类沸石咪唑酯骨架材料类沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)[5]是由Co3+和Zn2+等过渡金属离子代替沸石中的Si、Al,咪唑类衍生物取代沸石中的桥氧,二者结合形成的一种类沸石结构的多孔MOFs。所以可以说ZIFs同时具有沸石和MOFs的优点。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109042206575190_1136_5365519_3.png[/img][/align][align=center]图1[color=black][/color]2 [size=16px]CC-ZIFs合成过程[/size][color=black][5][/color][/align]还有许多常见的MOFs如UIO、MIL、PCN系列等等。 [align=center]第1.3节 MOFs在环境分析中的作用概述[/align]目前环境污染问题严重,由于MOFs具有较好的吸附作用,所以在监测与降解环境污染物中占有十分重要的地位,特定功能的MOFs利用其吸附能力可以检测环境中的像是重金属离子、有机污染物等对环境产生巨大污染对人类产生严重危害的物质。在环境分析中MOFs可作为荧光传感器,利用其色变检测性能,在短短几秒内就可以在具有复杂背景的条件下检测到所需检测离子或有机物等,并且许多MOFs还能够循环使用,多次重复后检测效果仍然很好。其次MOFs还可以作为电化学传感器运用于多种污染物的检测。除了自身可作为传感器外,MOFs还可以与其他技术相结合用以环境分析如其可作为涂层材料作用于固体微萃取探针用于对污染物的富集及分析,有利于提高检测的灵敏性。[6][align=center]第2章 MOFs应用于环境分析的先进技术[/align][align=center]第2.1节 基于MOFs的化学传感器[/align]2.1.1[color=black]、荧光传感器[/color]MOFs中的过渡金属离子和有机配体都可以产生荧光,并且其相互作用还可能导致荧光强度改变。所以MOFs作为荧光传感器可用于多种物质检测。MOFs主要作为荧光探针,先利用多孔性这一优势富集环境中的特定的有机或无机污染物然后与污染物相互作用导致MOFs探针荧光猝灭。[color=black][7][/color][color=black]荧光淬灭主要由三种情况引起:物质浓度过大产生自淬灭;分子相互碰撞造成能量损失;物质互相作用生成不发光产物。[/color]可根据(式2[color=black][/color]1)来计算荧光猝灭效率Q,而所用的MOFs与环境中其他物质基本上互不影响,若有影响也可以通过其他方法掩蔽,由此通过分析环境样品的荧光强度与环境中特定污染物的浓度变化关系可检测环境污染物含量,此方法即荧光猝灭法,具有灵敏度高和检测时间短等优点。 (2[color=black][/color]1)式中 —初始发射峰强度;—加入MOFs后的发射峰强度。曹杰等人[8]Fe-MIL-88NH2可作为荧光传感器检测水环境中的CH3NO2,CH3NO2是一种有机物,长期处于低浓度的CH3NO2中会对人的大脑产生危害。Fe-MIL-88NH2表面带有给电子基团NH2-, 而CH3NO2中具有强吸电子基团NO2-,二者结合导致荧光猝灭。其检测水平如图2[color=black][/color]1所示。[color=black]可以从图中看出在0~2mgmL[/color][color=black]-1[/color][color=black]时荧光猝灭现象明显,且吸光度呈线性。[/color][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109042206577573_531_5365519_3.png[/img][/align][align=center]图2[color=black][/color]1[size=16px] [/size]Fe-MIL-88NH2用于检测不同浓度CH3NO2的荧光结果[8][/align]将上述方法应用于实际情况中,检测黄石青山湖水中CH3NO2含量,在最佳条件(pH=8)下,采用MOFs探针检水样中的CH3NO2,并测试加标回收情况。得到CH3NO2的回收率为95%~98%。加标回收率基本满足实验要求。徐霞红等人[9]则是利用以蓝色荧光材料Zr-TCPB为基础加入红色荧光量子点QDs复合形成的比例型QDs@MOFs材料作为荧光传感器检测水环境中农药残留,主要是农药中的甲基对硫磷和对硫磷中的硝基苯基与Zr-TCPB相互作用,造成荧光能量转移。从图2[color=black][/color]2中可以看出,在400nm处为Zr-TCPB与农药相互作用得到的荧光发射峰,而625nm则是QDs,利用红色荧光和蓝色荧光发光强度比值可定量分析农药残留水平如图2-c所示在一定浓度范围内淬灭效率与农药质量浓度呈线性关系。根据其荧光颜色由紫色变为红色也可以肉眼定性判断农药残留。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109042206579223_549_5365519_3.png[/img][/align][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109042206580229_3616_5365519_3.png[/img][/align][align=center]图2[color=black][/color]2[size=16px] [/size]QDs@MOFs检测农药荧光结果[9][/align]将QDs@MOFs与检测农药的其他传感器进行对比如表2[color=black][/color]1所示可以发现,此传感器具有较宽的检测范围与较低的检测限,在实际环境检测中起到至关重要的作用。[align=center]表2[color=black][/color]1 QDs@MOFs荧光传感器的检测性能和其他方法对比[9][/align][table][tr][td][align=center]检测目标物[/align][/td][td][align=center]检测方法[/align][/td][td][align=center]检测范围[/align][/td][td][align=center]最低检测限[/align][/td][/tr][tr][td][/td][td][align=center]非绝热锥形光纤生物传感器[/align][/td][td][align=center]0.12~31μmol/L[/align][/td][td][align=center]0.023μmol/L[/align][/td][/tr][tr][td][/td][td][align=center]氧化石墨烯纳米带修饰玻碳电极[/align][/td][td][align=center]0.3~40μmol/L[/align][/td][td][align=center]0.016μmol/L[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]甲基对硫磷[/align][/td][td][align=center]近红外CuInS2量子点(QDs)探针[/align][/td][td][align=center]0.10~38.00μmol/L[/align][/td][td][align=center]0.06μmol/L[/align][/td][/tr][tr][td][/td][td][align=center]还原氧化石墨烯(LbL)膜[/align][/td][td][align=center]0.25~40μg/L[/align][/td][td][align=center]0.226μg/L[/align][/td][/tr][tr][td][/td][td][align=center]光学微板生物传感器[/align][/td][td][align=center]0~1μg/L[/align][/td][td][/td][/tr][tr][td][/td][td][align=center]有机磷水解酶偶联UiO-66-NH2-MOF[/align][/td][td][align=center]10~106μg/L[/align][/td][td][align=center]10μg/L[/align][/td][/tr][tr][td][/td][td][align=center]QDs@MOFs荧光传感器[/align][/td][td][align=center]0.005~2mg/L[/align][/td][td][align=center]1.9μg/L[/align][/td][/tr][tr][td][/td][td][align=center]氧化镍修饰丝网印刷电极[/align][/td][td][align=center]0.1~30μmol/L[/align][/td][td][align=center]0.024μmol/L[/align][/td][/tr][tr][td][/td][td][align=center]光子学固定化石英晶体微天平检测[/align][/td][td][/td][td][align=center]0.05μmol/L[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]对硫磷[/align][/td][td][align=center]石墨烯/纳米ZrO2复合膜修饰电极[/align][/td][td][align=center]0~30μmol/L[/align][/td][td][align=center]20nmol/L[/align][/td][/tr][tr][td][/td][td][align=center]分子印迹聚合物吸附剂[/align][/td][td][align=center]0.1~20mg/L[/align][/td][td][align=center]0.097mg/L[/align][/td][/tr][tr][td][/td][td][align=center]QDs@MOFs荧光传感器[/align][/td][td][align=center]0.005~2mg/L[/align][/td][td][align=center]1.9μg/L[/align][/td][/tr][/table]2.1.2[color=black]、电化学传感器[/color]MOFs通常用作电化学传感器的电极,分析样品扩散到电极表面发生反应后产生电化学信号,信号则需要由电极传递。但MOFs的有机配体是绝缘的,所以本身具有良好电化学活性的MOFs很少,一般需要对材料进行改性,现在普遍的方法是通过连接氧化还原活性配体以使得MOFs具有高电化学活性。当然也可以通过与导电物复合如碳纳米管、金属纳米粒子、多酸类化合物等,高温煅烧得到氧化物和制备多金属MOFs等方法都能表现出优异的电化学活性。这也使得MOFs作为电极的电化学传感器有着灵敏度高、检测速度快和成本低廉等优点。Sheying Dong等人[10]就是利用双金属MOFs材料Cu-Ni-BTC,以检测环境中高毒性的邻苯二酚和对苯二酚。与单一金属氧化物相比,金属离子间的协同效应更有利于电子转移,提高了金属离子的电导率和电化学活性。可以由电阻抗谱来对比验证单金属MOFs和BMOFs的电导优劣性。如图2[color=black]3[/color]所示。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109042206581410_3459_5365519_3.png[/img][/align][align=center]图2[color=black]3[/color][size=16px] 电化学阻抗图[/size][10][/align]可以看出,Cu-Ni-BTC-CPE的Retof值最小,即电子转移电阻最小,说明双金属有机骨架Cu-NiBTC的电导率优于单金属有机骨架Cu-BTC和Ni-BTC。所以可以证明多金属复合的方式可以使MOFs具有优良的导电效率,形成电化学传感器,如[font=arial][size=12px]Cu-Ni-BTC,[/size][/font]更容易检测环境中的污染物。吴晓琴等人[11]制备了一种可以选择性识别环境废水中的对芳香醛同分异构体 2-NBA、4-NBA的由Zn-MOF和金电极组成的修饰电极Zn-1/AuE。其机理推测为Zn-1吸附在2-NBA,2-NBA上,通过-CHO和-NO2与MOF的结构作用,这个过程以电化学信号形式被检测。同样对比AuE和Zn-1/AuE的EIS谱图,如图2[color=black][/color]4所示,发现修饰后电极的电导率远高于AuE,所以经过MOFs修饰的电化学传感器电极有着更好的电子转移效率。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109042206582534_5519_5365519_3.png[/img][/align][align=center]图2[color=black]4[/color][size=16px] 裸金电极和Zn-1/AuE修饰电极的EIS曲线[/size][11][/align]作为传感器更重要的一点则是选择性检测,吴晓琴等人也通过模拟废水验证Zn-1/AuE对2-NBA和4-NBA的高选择性。如图2[color=black]5[/color]所示。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109042206585314_8942_5365519_3.png[/img][/align]图2[color=black]5[/color][size=16px] [/size]以 Zn-1/AuE 为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极,铂丝电极为辅助电极,磷酸缓冲溶液为电解液的三电极体系。(a)加入0. 1 mmol/L 2-NBA,再分别加入干扰物(0. 1mmol/L)的Ep,II位置峰电流柱状图;(b)加入0. 1 mmol/L 4-NBA,再分别加入干扰物(0. 1mmol/L)的Ep,IV位置峰电流柱状图[11]综上所述,绝大多数MOFs本身不具有较好的电化学活性,但是通过煅烧、和金属材料复合等方式和MOFs优良的吸附作用结合,能够表现出远比原材料更有意的电化学活性,广泛用作电化学传感器的基底材料,作为修饰电极作用于选择性检测环境污染物。2.1.3[color=black]、其他传感器[/color]MOFs广泛应用于荧光、电化学传感器领域中,但也可以作为灵敏比色免疫传感器的抗体材料用于检测环境中痕量有机物。比色免疫传感器的定性结果可以直接通过颜色变化判断,而定量分析也可借助简单的仪器进行。过去常用的免疫分析方法是酶融合免疫吸附法,但该方法的灵敏度不能满足微量污染物的检测。所以Nuanfei Zhu等人[12]利用Cu-MOFs为基底材料的灵敏比色免疫传感器检测环境中微量的DEP。其原理如图2[color=black]6[/color]所示,将Cu-MOFs负载在第二抗体上,利用其表面积大、多孔等优势即具有许多Cu2+负载位点,以放大信号。通过HNO3释放出大量的Cu2+,Cu2+与抗坏血酸(SA)反应被还原为Cu+,Cu+与辣根过氧化物酶的氨基酸残基发生反应,破坏辣根过氧化物酶的结构,抑制无色的TMB和酶作用生成蓝色氧化物。通过无色和蓝色比色可以直观定性分析。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109042206589826_773_5365519_3.png[/img][/align][align=center]图2[color=black]6[/color][size=16px] 比色免疫传感器原理[/size][12][/align]综上,MOFs可以用于多种传感器中,且部分传感器还具有选择性,可以定性或定量检测环境中特定的化合物。[align=center]第2.2节 MOFs与其他技术相结合检测环境污染物[/align]MOFs除了可以作为传感器的基底材料以外,还可以和其他技术联用,以检测环境中污染物的含量。近年来[font=times new roman]水体富营养化,蓝藻水华等环境问题突出,蓝藻水华还会产生多种毒素间接影响人体健康。其中微囊藻毒素(MC-LR)是毒性最强并且含量较多的一种毒素。Zhijian Li等人[/font][font=times new roman][13][/font][font=times new roman]利用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱([/font]MALDI-TOF-MS[font=times new roman])检测水环境中的MC-LR,这也是最直接有效的方法,但是MALDI-TOF-MS的检出限比较高,所以他们利用核壳结构的铜基磁性金属-有机骨架Fe[/font][font=times new roman]3[/font][font=times new roman]O[/font][font=times new roman]4[/font][font=times new roman]@PDA@Cu-MOFs复合材料和质谱相结合的方法富集检测MC-LR。使用MOFs复合材料富集MC-LR信号强度约为直接使用MTM的十倍。如图2[/font][font=times new roman][color=black]7[/color][/font][font=times new roman]所示。[/font][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109042206590317_3350_5365519_3.png[/img][/align][align=center]图2[color=black]7[/color][size=16px] 富集过程[/size][13][/align]在最佳洗脱条件下,研究MOFs复合材料对MC-LR的富集和检测,如图2[color=black]8[/color]所示。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/09/202109042206592736_818_5365519_3.png[/img][/align][align=center]图2[color=black]8[/color][size=16px] [/size](a)不同浓度MC-LR的MALDI-TOF MS响应信号强度((a - i) 0.01、0.05、0.1、0.5、1、2、4、8和16 mg[color=black][/color]L-1) 和(b)相应的校准图,(b)的附图为0.05 ~ 4 mg[color=black][/color]L-1的线性关系。[13][/align]从图中可以看出其质量信号强度随MC-LR浓度的增加而增加,并且在lgC为0.05~4μgL-1的部分呈线性关系(R2=0.997).检测限(LOD)为0.015μgL -1,低于WHO规定的饮用水中MC-LR的最大限值。综上所述,由于MOFs材料良好的吸附,较大的表面积及多孔结构等优点被广泛用于环境分析技术中。不仅可以作为传感器检测有机物还可以结合其他分析手段富集材料。[align=center] MOFs在环境分析中的重要性[/align]通过上述分析,不难发现MOFs的高吸附性及结构多样性使其在环境分析中主要作为探针应用于各类传感器上。尤其是荧光传感器,便捷易携带、操作简单且效果显著等特点使得其在环境分析中占据重要的地位。此外,具有电化学活性的MOFs在电传感器方面也有一定的研究成果,在有机污染物的分析上有很广阔的研究前景。MOFs在环境分析中的作用可以总结为富集与检测。如上述例,MOFs起富集作用时响应信号是普通仪器的十倍,而其作为检测探针时精密度高、回收率高、检出限低,用于环境分析的MOFs的吸附效果可见一斑。虽然在上述的实例中都是检测环境中微量或痕量的有机污染物,但实际上MOFs还可以用以检测环境中的重金属离子。Jichi Zhang等人[14]制备的一种中空的由Cr和对苯二甲酸合成的MOFs可以有效检测海水中的U(Ⅵ);周勇等人[15]制备了一种富电子的新型Zn-MOF配合物材料可以通过荧光淬灭法有效检测水中Fe3+离子;Manh B Nguyen等人[16]以Yb稀土金属和苯三羧酸为材料合成一种新型纳米Yb-MOF,以Yb-MOF为基础构建电化学传感器用以检测最为常见的重金属离子Cd2+和Pb2+。因此MOFs无论是用于检测重金属离子还是有机污染物都有着高效、重复利用性好、原料便宜、吸附性能好等等优点,所以经过修饰的功能性MOFs在环境分析中有着十分突出的重要性。正是由于MOF有多种的优点和广泛的应用前景,其工业合成方法的研究是未来较大的难题。[align=center]结 论[/align]本课题本课题基于金属有机框架材料(MOFs)的基本知识及各课题组对MOFs在环境分析中的应用论述得到以下结论:1、根据不同过渡金属离子和不同有机配体的结合可以得到不同特性的金属有机框架材料。MOFs具有的孔径可调性、比表面积大、制备简单、吸附性能好等优势使得其在各应用领域有广阔的应用前景。2、MOFs可作为荧光传感器、电化学传感器、比色免疫传感器等对环境中有机污染物、重金属离子进行定性和定量分析。尤其是荧光传感器可直接通过肉眼观测的方法对污染物残留水平进行定性分析。3、MOFs在环境分析中主要起到富集和检测的作用。在预处理样品时富集作用尤为重要,由于其优良的吸附效果,使用MOFs作为探针,产生的化学信号或者电信号是普通检测技术的几倍。并且运用于实际环境中其回收率也在检测要求内。4、在环境分析领域,MOFs作为一个新型的材料可以与很多技术相结合,以得到更为优异的检测结果及高灵敏度,所以MOFs凭借其较好的性能占据了很重要的地位。目前正极力开发其工业化生产的方法。[align=center]参考文献[/align][1] 李高鹏. 金属有机框架及其复合材料的制备与环境应用研究[D].西北大学,2020.[2] N. 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