环境中挥发性污染物现场快捷检测系统研究

表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering, SERS)光谱技术检测挥发性有机污染物,具有检测速度快、灵敏度高以及可指纹识别等优点,但常规SERS技术存在前处理设备体积庞大、人机交互性不足、操作不便等问题,限制了其在现场检测中的使用。本研究构建了可用于现场实时检测的便携式检测系统。此系统提供了一种微型化便携式吹扫捕集装置,用于挥发性样品的前处理富集,具有样品用量少、耗时短等特点;搭载了微型化拉曼光学检测模块,采用ARM+CPLD(Advanced RISC Machine&Complex Programmable Logic Device)双核主控模式,引入Android操作系统,使用人机直接交互的模式实现挥发性有害物质的现场实时定量检测。以土壤中苯硫酚为检测模型,以金纳米颗粒(AuNPs)为增强基底,利用此系统对土壤中的苯硫酚进行了定性和定量分析,检出限为0.104μg/g, RSD在4.2%～6.2%之间,整体实验结果重现性良好。     

表面增强拉曼散射光谱结合化学计量学方法对蜂蜜中双甲脒的高效检测

本文建立了一种灵敏、快速、环保的表面增强拉曼光谱(SERS)方法,以银纳米棒阵列为基底,测定了蜂蜜中微量的双甲脒.银纳米棒采用斜角沉积法制备,具有良好的SERS活性,增强因子为～10~7.利用密度泛函理论首先对双甲脒的特征峰进行了归属.进一步探测了该方法用于双甲脒检测的可行性,其对蜂蜜中双甲脒的最低检测浓度为0.08 mg/kg.另一方面,采用偏最小二乘回归分析方法,对SERS全波谱进行分析并与双甲脒的浓度进行关联,建立了一种多元的双甲脒预测模型.结果表明,蜂蜜样本中双甲脒的预测浓度与实际浓度吻合较好.与传统的基于SERS单峰强度的单变量定量模型相比,本文提出的多元预测模型综合了双甲脒的所有特征峰,提高了检测精度和抗干扰能力.     

乙醇萃取酸性氧化石墨烯的研究

以改进的氧化还原法(Hummers法)制备的氧化石墨烯为原料,采用乙醇萃取法过滤酸性氧化石墨烯溶液使其恢复至中性.对比分析了与以往采用水剂法进行清洗的效果,并且进一步考察了乙醇浓度以及温度对萃取过程的影响.采用Zeta电位、场发射扫描电镜、X射线衍射仪以及pH值检测和重溶情况对萃取效果进行了表征和判断.试验结果表明:乙醇萃取法可以大大缩短酸性氧化石墨烯溶液恢复至中性的时间并且不改变其本身性能;当氧化石墨烯溶液浓度为1 mg·mL-1和0.5 mg·mL-1时,分别加入浓度为40; v/v和95; v/v乙醇,温度为60℃是最佳的萃取选择.