Yb~(3+)-MCM-41表面印迹聚合物的制备及其吸附性能研究

采用新型表面离子印迹技术,将功能单体壳聚糖接枝在MCM-41颗粒表面上。以Yb~(3+)为模板,在MCM-41微粒表面进行离子印迹,制备了以MCM-41为载体的Yb~(3+)印迹聚合物IIP-CMC/MCM-41,考察了吸附剂的选择性和吸附性能。研究了吸附剂对Yb~(3+)的结合性能、识别性能及识别结合机理,探讨了主要影响因素对离子印迹材料的吸附性能影响规律。结果表明,印迹聚合物IIP-CMC/MCM-41在pH=5、65℃的条件下,吸附20min后吸附量即达到220.16mg/g,且具有良好的稳定性。     

氧化石墨烯/富勒烯复合材料增敏多金属离子印迹电化学传感器

制备了一种对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)等多金属离子具有灵敏、选择性响应的新型印迹传感器。 以甲基丙烯酸与乙二胺四乙酸分别为功能单体与配体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂制备出多金属离子印迹聚合物。 采用滴涂法将离子印迹聚合物均匀地修饰至氧化石墨烯/富勒烯复合材料修饰碳电极表面,成功制备出灵敏的多金属离子印迹电化学传感器。 采取循环伏安法、交流阻抗和差分脉冲法等技术对印迹电化学传感器的性能进行表征,结果表明该多金属离子印迹电化学传感器具有良好的选择性。 在1.0×10^-9~5.0×10^-7 mol/L范围内,该多金属离子印迹电极的响应电流与金属离子浓度呈现良好的线性关系,对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)金属离子的最低检测限分别为5.0×10^-10、5.0×10^-10和1.0×10^-10 mol/L。 该多金属离子印迹电化学传感器成功用于实际样品中微量Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)等金属离子的检测。     

Fe3O4@SiO2@CTS镍离子印迹聚合物的制备与吸附性能研究

以Fe₃O₄@SiO₂为磁核,在其表面包裹壳聚糖,再通过分子印迹技术,制得Fe₃O₄@SiO₂@CTS镍离子印迹聚合物。采用XRD、FTIR和SEM对镍离子印迹聚合物的结构和形貌进行表征。通过正交实验确定了镍离子印迹聚合物对Ni²⁺的最佳吸附条件为：Ni²⁺初始浓度为80 mg·L^-1、印迹聚合物用量为25 mg、pH值为5.0、吸附时间为3 h,印迹聚合物对Ni²⁺的吸附量可达66.73 mg·g^-1。Fe₃O₄@SiO₂@CTS镍离子印迹聚合物对Ni²⁺的吸附符合拟二级动力学方程,吸附过程符合Freundlich等温吸附模型。     

亚晶格能量团簇构建及晶场调控对四方LiYF4:RE上转换发光机制的影响研究

四方LiYF₄是一种与六方NaYF₄相当的稀土上转换发光基质材料,由于相对优异的短波上转换发光特性,近年受到业界的相当关注,但对产生这一优异特性的原因还未见报道.经研究发现,四方LiYF₄具有六边环状亚晶格结构,每5个间距小于0.4 nm的近邻三价阳离子形成一个团簇,稀土离子间的能量传递容易在团簇内或六边形环内环绕传递.基于它的这一亚晶格结构特征,本工作通过引入不同量敏化剂Yb³⁺和掺杂离子Sc³⁺和Hf⁴⁺,考察不同激活离子Er³⁺、Ho³⁺和Tm³⁺与敏化离子Yb³⁺构建亚晶格能量团簇以及异质离子Sc³⁺和Hf⁴⁺掺杂晶场调控对稀土离子上转换发光性能的影响机制.发现不同稀土离子与Yb³⁺存在不同的能级匹配,导致不同概率的无辐射交叉弛豫行为,当引入适量的Yb³⁺时,可分别构建1Er-2Yb、1Ho-2Yb和1Tm-4Yb亚晶格能量团簇,实现最佳的上转换发光性能;当6 mol% Sc³⁺和4 mol% Hf⁴⁺引入时,可有效调控晶场的不对称性;掺杂后,5个近邻三价离子的团簇结构中,只有3个近邻Yb³⁺离子,无法同时实现Er³⁺离子的⁴F_5/2和Sc³⁺的²G_7/2或Hf⁴⁺的⁴F_5/2^o激发态的双光子合作上转换电子布居,导致Sc³⁺或Hf⁴⁺成为荧光猝灭中心,Sc³⁺掺杂晶场调控最大仅提升50%的荧光强度,Hf⁴⁺掺杂没有提升反而降低Er³⁺离子的上转换发光强度,不同于它们掺杂六方NaYF₄：Er/Yb那样扮演储能离子角色,显著提升Er³⁺离子的短波上转换发光强度.本研究揭示了在六边环状亚晶格基质结构中不同稀土离子与敏化剂Yb³⁺的敏化上转换发光机制,以及基质结构特征对掺杂晶场调控行为的影响机制,可为设计和制备高性能上转换发光材料提供借鉴.     

基于氮化碳纳米粒子荧光检测金离子

基于金离子[Au(Ⅲ)] 对氮化碳纳米粒子的荧光具有很强的猝灭作用, 构建了一种检测Au(Ⅲ)的荧光传感器. 实验结果表明, 该传感体系检测Au(Ⅲ)的线性范围为0.050~11.0 μmol/L, 检出限(S/N=3) 为22.6 nmol/L. 此外, 该传感器对Au(Ⅲ)的检测具有高选择性, 可用于湖水中Au(Ⅲ)的检测.     

锌-稀土矩形纳米簇的构筑及近红外发光性能

本文设计了一个新型含苯-甲基-苯骨架的席夫碱配体,构筑了两个具有矩形结构的锌-稀土纳米簇[Ln₂Zn₂L₂(OAc)₆] (Ln = Yb (1)和Er (2))。该席夫碱配体以“伸展型”配位模式与稀土离子进行配位,使这些锌-稀土纳米簇表现出较大的分子尺寸结构(0.7 nm × 1.1 nm × 2.2 nm)。荧光性质研究表明,由Zn/L组成的发色基团能有效敏化1和2中Yb³⁺和Er³⁺离子的近红外发光。通过对荧光量子产率及寿命进行分析发现,Zn/L对Yb³⁺离子的传能效率要高于Er³⁺离子。     

磁性碳纳米管表面新型镉离子印迹聚合物制备及其对大米中的镉离子富集

以苯胺修饰的磁性碳纳米管为基质,Cd²⁺为模板,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,在碳纳米管表面制备出一种新型磁性Cd²⁺印迹聚合物(MWNTs/MIIPs)。 采用扫描电子显微镜和红外光谱等技术手段对其形态和化学结构等进行详细表征。 吸附试验结果表明,该磁性印迹材料对Cd²⁺离子具有良好的吸附能力,最大吸附量为16.96 mg/g;选择吸附试验结果表明,该磁性印迹材料对Cd²⁺/Cu²⁺、Cd²⁺/Ni²⁺、Cd²⁺/Pb²⁺和Cd²⁺/Cr³⁺的相对选择因子分别是2.03、2.35、2.16和2.13。 结合原子吸收光谱分析技术,该材料MWNTs/MIIPs可用于大米中的Cd²⁺快速分离富集检测。     

稀土Yb3+/Tm3+掺杂NaGd(MO4)2荧光粉的制备及其光致发光

近年来稀土掺杂的上转换发光材料在太阳能电池、工业照明和医学等领域的应用越来越受到重视,目前的研究主要集中于新型高效稀土上转换发光材料的开发。对于发光材料的制备,基质的选择尤为重要,钼酸盐因具有稳定的物理化学性能、低的声子能量而从众多基质中脱颖而出。本文选择钼酸盐为稀土离子掺杂的基质材料,采用水热法制备了Tm、Yb离子掺杂的NaGd(MoO₄)₂样品。通过改变离子掺杂的浓度,探究了NaGd(MoO₄)₂荧光粉的发光特性。研究表明,在980 nm激光照射下,NaGd(MO₄)₂∶Yb³⁺/Tm³⁺在477 nm处发射蓝色荧光,在648 nm处发射红色荧光。固定Yb³⁺的掺杂摩尔分数为6%,改变Tm³⁺的掺杂摩尔分数分别为0、0.5%、1%和2%时,发现随着Tm³⁺掺杂摩尔分数的增加,477 nm处的发射峰的强度先升高后降低,当Tm³⁺     

稀土离子对钙调蛋白与单克隆抗体分子识别的影响

分别采用酶联免疫吸附(ELISA)法和荧光标记技术比较了Ca²⁺,La³⁺,Eu³⁺和Yb³⁺离子对钙调蛋白与单克隆抗体2C3之间分子识别的影响.结果表明,金属离子与钙调蛋白作用后会诱导其发生不同的构象变化,并进一步影响到钙调蛋白与单克隆抗体2C3分子之间的结合强度.当钙调蛋白分别与La³⁺,Eu³⁺,Yb³⁺作用后,它与单抗2C3分子之间的解离常数为(26.8±2.5),(21.8±3.4)和(64.8±5.1)nmol/L,而结合Ca²⁺前后的钙调蛋白与单抗分子的解离常数分别为(177.2±2.8)和(157±4.2)nmol/L.这一结果表明,稀土离子诱导钙调蛋白发生的构象变化明显不同于钙离子的作用,这种差异可能是稀土与钙离子对钙调蛋白调控作用表现出差别的原因.     

铅离子印迹聚合物选择性吸附特性的研究与应用

利用离子印迹技术以铅离子为模板,甲基丙烯酸为功能单体,偶氮二异丁腈为引发剂,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用本体聚合法制备铅离子印迹聚合物。通过红外光谱和紫外光谱对该离子印迹聚合物进行表征,采用静态平衡吸附实验分析铅离子印迹聚合物的吸附性能和吸附选择性。实验结果表明:与非印迹聚合物相比较,Pb(II)印迹聚合物对Pb(II)具有较强的吸附能力和较好的吸附选择性,饱和吸附量为19.44mg/g,pH=6时吸附效果最好,达到吸附平衡的时间是7h;静态分配系数Kd和选择性系数k分别为1381ml/g和20.3。将该离子印迹聚合物应用于环境水样中铅离子测定时的预富集,结果满意。     

Study on the controllable synthesis of SH-MCM-41 mesoporous materials and their adsorption properties of the La3+, Gd3+ and Yb3+

SH-MCM-41 was examined in adsorption and desorption experiments to investigate the adsorption capacities of La³⁺, Gd³⁺ and Yb³⁺ and the reusability.     

离子印迹法制备对铜离子(Ⅱ)选择性吸附的碳基材料

通过钨离子印记方法,合成了对铜离子有高选择性吸附性能的碳基材料。 在四乙烯五胺(TEPA)、钨酸铵和葡萄糖摩尔比为1:1:5条件下,经水热法合成的碳基吸附材料能有效地吸附铜离子,对铜离子吸附的最佳pH=5。 在Cd²⁺、Co²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺和Zn²⁺摩尔浓度相近体系中,离子印记碳基吸附材料对铜离子的吸附率高达97.2%,而对Cd²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺吸附率分别为20.1%、9.63%、20.3%、13.3%,表明这种离子印记碳基吸附材料对Cu²⁺具有非常优异的选择吸附能力。     

共掺稀土离子对Er~(3+)激活中红外激光晶体光谱性能的影响

Er3+掺杂的晶体能够产生2.7~3.0μm波段中红外激光,在激光医疗、光通讯、环境探测和光电对抗等领域具有重要的应用。基于本课题组近年来开展的Er3+激活中红外激光晶体的相关工作,本文综述了共掺稀土离子对Er3+激活晶体光谱性能的影响:包括敏化离子Cr3+、Yb3+等的敏化作用增强了Er3+的特征吸收峰;退激活离子Pr3+、Ho3+等的退激活效应抑制了自终态瓶颈效应;以及共掺Nd3+所起的敏化和退激活双重作用,并对中红外激光的研究趋势和前景进行了展望。     

NaYF4:Nd3+,Yb3+纳米粒子用于生物体系温度测量

采用溶剂热法制备了Nd³⁺敏化Yb³⁺的近红外纳米探针NaYF₄:Nd³⁺,Yb³⁺,观察到材料在980与865 nm两处发光峰的强度比值随温度的升高而降低。通过对探针中Nd³⁺/Yb³⁺比例的调节,综合考虑材料的发光强度与温敏效率,确定了NaYF4:2%Nd, 20%Yb为所测条件下适用于测量生物体系温度的较优组成。材料转水相前后温敏效率均随着Yb³⁺离子掺杂增加而提高,环己烷中最高可达1.9%·K^-1,水相中最高为0.46%·K^-1。通过盖肉片模拟及激光加热活体成像实验,研究了温敏材料在生物环境中发光随温度的变化情况,以及组织遮挡前后荧光比值未发生明显变化的结果,初步验证了使用该探针测量生物体系温度的可行性。     

荧光素-层状双金属氢氧化物复合体的发光性能及对Fe3+的荧光识别

采用离子交换法合成了FLN/OS-LDH复合体(FLN: 荧光素, OS: 1-辛烷磺酸钠, LDH: 镁铝型层状双金属氢氧化物), 并研究了其光致发光和对Fe³⁺的识别性能. 固态时, FLN不发光, 而FLN/OS-LDH复合体呈黄绿色荧光(发射波长为565 nm), 是荧光素(FLN)的特征发射光. 在甲酰胺(FM)中可将该复合体方便剥离为胶状悬浮液, 其发射波长发生蓝移, 为绿光发射(531 nm). 研究了复合体剥离液对金属离子的荧光识别特性, 发现其对Fe³⁺的选择性识别能力很强, 远优于其它离子(Mg²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺, Cd²⁺和Hg²⁺). 该复合体与Fe³⁺结合发生荧光猝灭现象, 可将其用作检测Fe³⁺的荧光传感器. Fe³⁺检测限为1.27×10^-7 mol/L, 猝灭常数(K_sv)为3.44×10² L/mol.     

不同含羧酸纤维与铁离子的配位反应动力学及配合物的催化降解性能

分别使用具有相似羧基含量的海藻纤维、 丙烯酸接枝改性聚四氟乙烯纤维和聚丙烯纤维(PAA-g-PP 和PAA-g-PTFE)3种含羧酸纤维与Fe³⁺进行配位反应, 研究和比较了反应的动力学特性及影响因素. 将3种含羧酸纤维铁配合物分别作为非均相Fenton反应催化剂应用于染料降解反应中, 分析和评价了其配位结构和表面性能对催化活性的影响. 结果表明, 在所涉及的温度和浓度范围内, 3种含羧酸纤维与Fe³⁺的反应均很好地符合Langmuir等温吸附模型和Lagergren准二级动力学方程. Fe³⁺初始浓度的增加会降低反应速率常数, 而反应温度的升高则会增加配合物中Fe³⁺的配合量. 在相同反应条件下, 海藻纤维比PAA-g-PP和PAA-g-PTFE更容易与Fe³⁺发生反应, 且反应速率常数和Fe³⁺配合量按照下列顺序排列: 海藻纤维>PAA-g-PP>PAA-g-PTFE. 3种含羧酸纤维铁配合物都能够在染料氧化降解反应中作为非均相Fenton催化剂, 且紫外光比可见光更能够提高其催化活性. 海藻纤维铁配合物比其它2种含羧酸纤维铁配合物具有更好的催化作用, 这与三者在配位结构和表面性能之间的显著差异有关.     

磁性硫化铜复合纳米材料的合成及其对水中汞离子的特异性吸附

设计和合成吸附速率快、选择性好的吸附富集材料对Hg²⁺的高效吸附和精确检测具有重要意义。 本文中,采用简单、经济的策略制备了磁性硫化铜复合纳米材料(Fe₃O₄@SiO₂@CuS),并且通过一系列吸附实验考察了核-壳结构的Fe₃O₄@SiO₂@CuS对水溶液中Hg²⁺的吸附性能。 结果表明,Fe₃O₄@SiO₂@CuS显示出了快速的吸附富集速率和良好的吸附容量。 同时,在多种金属离子共存的情况下,该材料表现出了优异的吸附选择性,Hg²⁺吸附率高达99.9%。 由于该材料具备磁性,因此通过外加磁场即可实现吸附剂与水体简便快速的分离。 以上结果表明,磁性金属硫化物纳米材料在吸附富集和检测领域具有良好的应用前景。     

Surface modification of MCM-41 and its application in DNA adsorption

Three types of MCM-41 absorbents, namely, Al~(3+)–MCM-41, La~(3+)–MCM-41, and Zn~(2+)–MCM-41, were prepared through amine grafting, phosphonate modification, and metal ion chelation and characterized by Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, and N2adsorption–desorption analysis. Results revealed that functionalized MCM-41 maintains the original structure of the molecular sieve and that the pore diameter and surface area are reduced compared with those of pure MCM-41. The adsorption behavior of DNA molecules on the surface of the modified molecular sieves was discussed according to the hard-soft acid–base(HSAB) principle. Experimental results showed that DNA purification could be effectively carried out on functionalized MCM-41 and that DNA is easily released by3–4 molL~(-1)NaCl solution. This study could be used as a general platform for future work on DNA adsorption and enrichment.     

Tripodal lipophilic ionophores: synthesis, cation binding and transport through liquid membranes

New C₃-symmetric lipophilic tripodal ionophores, Et(CH₂OCH₂COR)₃; R=NMePh (1), R=NEtPh (2), R=piperidyl (3), have been prepared and their binding abilities for alkali and alkaline earth metal cations evaluated by extraction equilibrium and cation transport through bulk liquid membranes. Experiments show that these ionophores have considerable potential for transporting lithium, sodium and calcium ions relative to potassium and magnesium ions. The cation transport rates by ionophores 1 and 2 decrease in the order Li⁺>Na⁺>Ca²⁺>Ba²⁺>K⁺>Mg²⁺, and the selectivities of Li⁺/K⁺, Na⁺/K⁺ and Ca²⁺/Mg²⁺ are 6.47–7.24, 6.05–6.19 and 9.39–16.13, respectively. The extraction selectivity sequences of the ionophores 1 and 2 are in agreement with the descending order of the cation transport rate, and the complexation constants in chloroform phase were estimated.