基于磺胺掺杂氮硫的碳点制备及对Hg2+的光化学识别

为提高碳点对汞离子光化学识别的选择性及检测方法的可行性,以柠檬酸和磺胺为原材料采用热解法制备一种新型氮、硫共掺杂碳点（NS-CDs）。用红外光谱仪、紫外-可见光吸收光谱仪、透射电镜、元素分析仪和荧光光谱仪等对其结构和光学性能进行表征。结果表明：该量子点水溶性和分散性高,平均粒径4.78 nm左右,具有类石墨结构;其在3 446和3 261 cm-1处存在N-C和O-H键振动吸收峰;2 966和2 923 cm-1处为C-H键振动吸收带;1 630和1 570 cm-1处吸收峰归属于苯环骨架C═C双键振动;1 388 cm-1处为-CH₃剪式振动峰;1 268,1 192,1 146及1 071 cm-1处的振动吸收峰表明存在为C-N,C-S,C-O,C-O-C及-SO-₃键,912 cm-1处为环氧基的特征吸收峰,739 cm-1处吸收带归属于N-H键变形振动,可见,该碳点不仅含有苯环骨架结构,还有N和S等元素参与的成键结构存在。其在21.4°处出现一个明显且宽的(002)晶面衍射特征峰,晶格间距为0.41 nm,稍大于石墨晶格间距（0.34 nm）。NS-CDs的C,N,S和O元素含量分别为68.72%,7.37%,6.24%及17.67%,与红外分析结果吻合。NS-CDs在309 nm处有一个由C═C键的π→π*电子跃迁产生的较强吸收峰,且在可见光区域内有一个很长的拖尾;同时在335 nm处出现了一个由C═O键的n→π*电子跃迁而产生的吸收肩峰。当激发波长小于390 nm时,NS-CDs原液荧光发射峰值随激发波长增大而逐渐增大,且在390 nm时,荧光强度最强;大于390 nm时,随激发波长增大而逐渐减弱。同时发现随激发波长增加,发射峰逐渐红移。当NS-CDs溶液逐渐稀释时,其最佳激发峰也由390 nm蓝移至360 nm;当pH值＜11.0时,NS-CDs的荧光强度变化很小,在pH值为7.0时荧光峰最强;在pH＞12.0时,荧光强度急剧下降,故选用PBS缓冲溶液（pH 7）进行金属离子检测实验。在16种金属离子中只有Hg2+对NS-CDs荧光强度具有极其显著的影响,使碳点荧光完全猝灭,基于NS-CDs对Hg2+具有高选择性及Hg2+对NS-CDs强荧光猝灭作用,建立了其对Hg2+的荧光化学识别方法。该识别方法的线性方程为y=5.559 02x-13.860 39,其线性范围为1×10-3~1×10-9 mol·L-1,R2为0.9947,检出限为7.11×10-3 nmol·L-1,相对标准偏差小于2.5%,对实际样品检测精度和回收率高,可用于实际水样中Hg2+的检测,在生物和环境分析领域具有良好的应用前景。     

一种基于有机杂化溶胶-凝胶Hg2+敏感膜的研究

研究了基于有机杂化硅氧烷的Hg2 光化学传感膜,通过四甲氧基硅烷(TMOS)和二甲基二甲氧基硅烷(DMOS)进行缩聚,将5,10,15,20-四苯基卟啉磺酸钠与十六烷基三甲基溴化铵以离子对的形式包埋于溶胶-凝胶中,获得对Hg2 有灵敏荧光响应的溶胶-凝胶敏感膜.实验考察了传感膜的制备条件和响应性能.结果表明,在pH 8.0的Tris-HCl缓冲溶液中,Hg2 的浓度与传感膜的荧光猝灭比值在1.0×10-5～1.0×10-4mol·L-1范围内呈线性关系,传感膜具有响应时间短,指示剂不泄漏,测定重现性好,其他金属离子干扰小等优点.     

转小鼠金属硫蛋白(MT)基因烟草不同器官中金属离子铅和锌的分布

转金属硫蛋白(MT)基因植物具有清除重金属污染的能力,但是金属离子在植物体内的分布研究较少。文章以多代培育纯合的转MT烟草为材料,研究了转MT基因烟草积累铅和锌以及铅和锌在不同器官的分布情况。结果表明转基因植株的老叶、茎部和根部铅和锌积累量显著高于普通烟草植株,整株的铅和锌含量分别提高了21.8%和27.2%。铅和锌在植物体内的分布也发生了变化,转基因植株老叶和根中的铅含量分别高出普通烟草同位置的30.2%和47.8%,锌在转基因植株老叶、茎和根中的含量分别高出普通烟草同位置的44.7%,29.2%和21.6%,说明铅更容易在转基因植株老叶和根中积累,而锌更容易在转基因植株的老叶和茎中积累。     

金属硫族簇基半导体中的Mn2+发光

锰离子相对稳定的发光特性及锰掺杂荧光粉的成功使得人们对锰离子发光的研究热情不减。本文综述了Mn~(2+)掺杂金属硫族簇基半导体中团簇结构、组分关联的Mn~(2+)发光特性。金属硫族簇基半导体具有原子级的精确结构,为探究Mn~(2+)发光的精确"构效关系"提供了理想模型。在Mn~(2+)掺杂的金属硫族簇基半导体中,Mn~(2+)附近键长和团簇组装方式的差异决定了Mn~(2+)配位场强的变化,进而影响Mn~(2+)发光波长的变化。在Mn~(2+)掺杂的金属硫族纳米团簇中,Mn~(2+)的聚集形式和聚集体中Mn~(2+)的数量决定了Mn-Mn耦合相互作用的大小,直接影响Mn~(2+)发光效率、寿命及激发特性。     

基于金配合物的聚集诱导发光分子合成及其对Hg2+的检测

设计合成了一种新型聚集诱导发光分子三苯乙烯炔金-三苯基膦(1).1溶解在DMSO中几乎无荧光,在固体状态下具有明亮的蓝色荧光,表现出典型的聚集诱导发光性能.研究表明,其聚集诱导发光特性来自于限制分子内旋转机理.1在水溶液中表现出对Hg2+的荧光猝灭响应,并表现出良好的选择性和抗干扰能力.     

β-SiC薄膜在SF6和SF6+O2中的等离子体刻蚀研究

以SF₆和SF₆+O₂为刻蚀气体,采用等离子体刻蚀工艺成功地对化学气相淀积工艺制备的β-SiC单晶薄膜进行了有效的刻蚀去除.实验指出当气体混合比约为40%时,刻蚀速率达到最大值.俄歇能谱分析表明,在SF₆和SF₆+O₂气体中被刻蚀后的样品没有形成富C表面的SiC层.研究结果为各种SiC器件的研制奠定了必要的实验基础. 关键词：     

WS_2与WSe_2单层膜中的A激子及其自旋动力学特性研究

单层过渡金属硫化物由于其特有的激子效应以及强自旋-谷耦合性质,在光电子学及谷电子学等方面有着很广阔的应用前景.利用超快时间分辨光谱,本文系统地比较了两类钨基单层硫化物(WS_2和WSe_2)的A-激子动力学和谷自旋弛豫特性.实验结果表明, WS_2单层膜的A-激子弛豫表现为双指数过程,而对于WSe_2,其A-激子衰减表现为三指数过程,且激子的寿命远长于前者. WS_2谷自旋极化弛豫表现为单指数衰减,其寿命约0.35 ps,主要由电子-空穴交换作用所主导.而对于WSe_2,谷自旋弛豫表现出双指数弛豫特性:一个寿命为0.5 ps的快过程和一个寿命为28 ps的慢过程.快过程的弛豫来源于电子-空穴交换作用,而慢过程则由于自旋晶格散射形成暗激子的过程.通过调谐抽运光波长,进一步证实WSe_2较WS_2更容易形成暗激子.     

Hg2+调控氮磷共掺杂碳纳米点在半胱氨酸/同型半胱氨酸荧光检测中的应用

以叶酸和N-(膦酰基甲基)亚氨基二乙酸为原料,制备了具有丰富氮含量(10.0％)和高荧光量子产率(23.64％)的N,P-CDs.由于Hg2+与N,P-CDs之间的电子转移作用,N,P-CDs的荧光将被猝灭,基于此构建了半胱氨酸/同型半胱氨酸(Cys/Hcy)增强型纳米探针.利用Hg2+和硫醇基团之间更强的相互作用,实...     

超低排放燃煤机组Se、Hg在固相产物中的赋存形态和浸出特性研究

煤燃烧会产生大量污染物,研究燃煤固相产物中有害痕量元素的含量分布和赋存形态具有深远意义。本文依托Se和Hg两种元素,探讨了其在燃煤电厂超低排放机组固相产物中的含量分布、结合形态及浸出特性。结果表明,飞灰中Se含量高于底渣;底渣中Se和Hg的主要存在形态为较为稳定的残渣态,4#机组底渣中残渣态含量最低;飞灰中Se和Hg的主要存在形态为可氧化态;四台机组底渣和飞灰中Se和Hg浸出量均低于《危险废物鉴别标准–浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)规定排放限值;4#机组飞灰中Se对环境的潜在风险更低,Hg在底渣和飞灰中的浸出量几乎为0,不存在浸出风险。     

掺锡As2S8薄膜光折变效应及其在条波导制备中的应用研究

实验研究了Sn1As20S79非晶态半导体薄膜的光折变效应及其膜厚变化的现象,归纳了沉积态样品、退火态样品和光饱和态样品的实验规律,提出和采用紫外光激励的方法试制了Sn1As20S79条形波导,632.8 nm波长导模激励显示该波导具有良好的导波特性.     

一种裸眼识别Cu~(2+)和Hg~(2+)传感器的合成与性质研究

设计合成了一种香豆素修饰的罗丹明类衍生物L,用作程序型Cu2+与Hg2+检测传感器。采用核磁共振谱、高分辨质谱、红外光谱对其结构进行了表征。利用紫外光谱考察L对不同金属离子的识别作用,研究发现L可以高选择性和高灵敏度识别Cu2+。向L溶液中加入不同的金属离子时(Zn2+,Hg2+,Cu2+,Fe3+,Cd2+,Co2+,Ni 2+,Mg2+,Ca2+,Al 3+,La3+,K+,Na+,Mn2+,Pb2+和Ag+),只有Cu2+的加入会使溶液由无色变为粉色,并且在534nm出现一个新的吸收峰,说明传感器L可以裸眼识别Cu2+。通过紫外滴定得到L可以识别Cu2+的最低检测限为1.9×10-8 mol·L-1。制备了基于L的Cu2+检测试纸,该试纸可以方便快捷的检测水中的Cu2+。通过Job’s曲线和高分辨质谱确定了配合物L-Cu2+之间的结合比为1∶1。另外,若向L-Cu2+的DMSO溶液中加入1equiv.EDTA,溶液瞬间由粉色变为无色,说明EDTA可以取代L并与Cu2+结合,因此传感器L识别Cu2+是可逆的。另外,向L-Cu2+的配合物中加入Hg2+,溶液会由粉色变为无色(而加入其他阳离子没有明显变化),这可顺序实现对Hg2+的裸眼识别。通过紫外滴定计算出L-Cu2+识别Hg2+的最低检测限为2.9×10-7 mol·L-1。因此该程序型传感器L可以有序的裸眼识别Cu2+和Hg2+。     

氮掺杂碳量子点的合成及作为荧光探针对Hg~(2+)的检测

与传统量子点相比,碳量子点作为一种新型的荧光碳纳米材料,由于其良好的生物相容性、易于表面功能化、低毒性等优点受到了广泛关注。采用柠檬酸为碳源,氨水为氮源,热解法制备出水溶性好的氮掺杂碳量子点(NCDs)。透射电镜(TEM)观察NCDs的粒径在3nm左右;X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FIIR)证明NCDs的表面被羧基、氨基、羟基、羰基等官能团功能化,说明NCDs有很好的水溶性。研究还发现Hg~(2+)对NCDs的荧光有良好的猝灭作用,可作为荧光探针检测水中Hg~(2+)含量。在PBS缓冲液中(0.1mol·L~(-1) pH 7.0),NCDs的荧光猝灭率(F/F0)与汞离子浓度在0.001~0.1μmol·L~(-1)之间存在良好的线性关系,检出限为2.1nmol·L~(-1)。该方法灵敏度高、选择性好、方法简便,可应用于Hg~(2+)快速、灵敏的检测。     

双价抗虫棉(Bt+CpTI)苗期重金属分配特性

随着转基因植物的推广应用,人们越来越关心其生态安全性。应用ICP-MS测定了转基因棉花及其亲本苗期各个器官中重金属Cr,As,Cd和Pb的含量。结果显示,棉花不同器官中重金属的含量差异较大,含量顺序分别是：根系>叶片>茎部。双价转基因(Bt+CpTI)抗虫棉叶片、茎部和根系中As、Cd都低于常规棉亲本;Cr在地上部两个器官低于对照,但是在根系累积增加;Pb在叶片和根系都高于对照,但是茎部下降。     

Radiative lifetimes of some excited states of Hg+ and Hg2+

A delayed-coincidence method with pulsed electron excitation was used to measure the radiative lifetimes of some 5d⁹6snl states of Hg⁺. Radiative lifetimes of five long lived 5d⁸6s² states of Hg²⁺ and some Hg²⁺ spectral line transition probabilities are also reported. The data are obtained for the first time.     

柠檬渣吸附污水中Hg~(2+)的动力学研究

由于农业废弃物价格低廉,改性后吸附性能优越等优点,目前利用农业废弃物制作吸附剂吸附污水中的重金属逐渐成为研究热点。为了研究柠檬渣对污水中Hg2+的吸附动力学,利用15%硫酸对柠檬渣进行了改性,测试了吸附剂的孔容与孔径等性能,并利用差热分析、红外光谱、电镜和能谱对样品进行了表征。结果表明改性柠檬渣吸附Hg2+的吸附速率由膜扩散控制,符合膜扩散中Lagergren一级动力学方程,该吸附过程主要为物理吸附。改性后的柠檬渣吸附性能有较大改善,孔径分布主要是中孔;有三个失重过程,在66℃左右有一个吸热峰,在316和494℃左右有两个放热峰。吸附前后并柠檬渣的基本框架没改变;样品属于无定型结构。改性柠檬渣表面疏松、多孔,能有效吸附Hg2+。     

Hg2+离子与漆树漆酶相互作用的研究

以5,6-二溴-2,3-二氰基氢醌(DDBQH2)为底物,在pH 4.4和(30±0.2)℃条件下,用分光光度法考察了Hg2+离子与漆酶的结合时间对漆酶催化活性的影响.结果表明,当结合时间短时,Hg2+离子对漆酶的催化活性表现为激活作用,但随着Hg2+离子与漆酶结合时间的延长而逐渐转变为抑制作用.与Hg2+离子结合后的漆酶的吸收光谱表明,Hg2+离子可能是通过取代漆酶Ⅰ型位中的Cu(Ⅱ)而对漆酶的催化活性产生抑制作用的.     

应用XRF与ICP-MS研究陨石样品的元素分布

分别采用X射线荧光光谱无标样全定量分析法(XRF)和微波消解/电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对铁陨石和石陨石样品进行了元素分析。XRF法检测陨石样品中的常量元素,ICP-MS检测陨石中的微量元素。实验结果表明：XRF法可以检测出陨石样品中含量在10 μg·g-1以上的所有金属和非金属元素,得出两类陨石中共同含有的6种常量元素是Fe,Mg,Si,Na,Al和Ca。不同地区的铁陨石中均含有大量的Fe,石陨石中含有大量的Si。ICP-MS法检测陨石中的24种元素,选出共同存在的9种元素V,Ni,Mo,Ag,Sn,La,Gd,Hg和Pb进行对比分析,得出铁陨石中的重金属元素和稀土元素的含量远高于石陨石。所有的铁陨石样品中Sn元素的含量大约是石陨石的10～25倍,铁陨石中稀土元素La和Gd的含量大约是石陨石的6倍,新疆的5A号和6A号铁陨石中Pb的含量比来自山东的铁陨石(1A, 2A, 3A, 4A)多5～13倍,来自内蒙古的石陨石(9B,10B)比来自新疆的石陨石(7B,8B)多了三种元素La,Mo和Gd。     

Electron impact cross sections of some spectral lines and excited states of Hg+ and Hg2+

Optical excitation functions of some Beutler spectral lines of Hg⁺ and Hg²⁺ were obtained. The effective cross sections in their maxima were measured and the cross sections of 5d⁸6s² of Hg²⁺ were determined. Considerations about the Hg²⁺ laser mechanism are made.     

ICP-MS用于新疆紫草的无机元素初级形态分析及其溶出特性研究

应用电感耦合等离子体质谱技术(ICP-MS),分析了新疆紫草中20多种无机元素的初级形态;并研究了不同提取溶剂对其溶出特性的影响。结果显示：在消解方法上,高温密封消解较之微波辅助消解(MAP)能更彻底地消解样品,达到分析要求;在溶液中,除了K,Zn以溶解态为主要存在形式外,其余绝大部分元素主要以悬浮态存在;不同提取溶剂的极性与所分析的无机元素密切相关。Mg,K,Ca,Mn,Tl, Co和Pb等7种元素的提取得率与其提取溶剂极性呈完全的正比例关系,其余元素尽管略有差异,但基本上呈线性关系。     

主成分回归法同时测定Cu2+、Pb2+、Hg2+和Cd2+

研究了用双硫腙光度法结合多元线性回归技术直接分析水相中有毒重金属离子的方法.结果表明,在β-环糊精和非离子表面活性剂Triton X-100的存在下,金属离子-双硫腙配位体系具有更高的灵敏度和稳定性.使用多元线性回归技术,可以在多种干扰金属离子共存的条件下,不经萃取和化学分离直接分析4种常见的有毒重金属离子.