基于有机载体的荧光化学传感技术用于重金属离子检测

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文档主要内容

文档类型： 博士学位论文
适用人群： 从事环境监测、分析化学、材料科学研究的科研人员，以及关注重金属离子检测技术的高校师生。

核心内容概述：
该论文系统研究了基于有机载体的荧光化学传感技术，用于环境中重金属离子（锌、铜、汞）的快速检测。通过设计并合成多种荧光载体与探针，构建了高灵敏度、高选择性的传感界面，并成功应用于实际水样分析。全文围绕荧光传感器的构建原理、性能优化及实际应用展开，提供了完整的技术方案与实验数据。

关键技术与数据：
论文第5章构建了一种基于萘酰亚胺类化合物的荧光传感器，用于检测铜离子（Cu²⁺）。该传感器通过紫外光将荧光载体共价固定于玻片表面，有效防止染料流失。其对Cu²⁺的线性响应范围为4.0×10⁻⁶至6.0×10⁻⁴ mol/L，检测下限为2.0×10⁻⁷ mol/L，且光极膜稳定性良好，使用寿命可达两个月。实际检测湘江水样中的Cu²⁺，结果令人满意。

第6章制备了一种基于罗丹明-噻吩类化合物的荧光探针，用于汞离子（Hg²⁺）检测。该探针在乙腈/水（1:1，pH 6.00）体系中工作，线性响应范围为5.0×10⁻⁸至1.0×10⁻⁵ mol/L，检测下限为2.0×10⁻⁸ mol/L。Hg²⁺的络合引发探针罗丹内酰胺结构开环，导致荧光增强且溶液由无色变为粉红色，实现了可视化检测。该探针成功用于自来水和湘江水中Hg²⁺的测定。

第7章进一步设计了一种基于罗丹明-香豆素类化合物的荧光探针，用于Hg²⁺检测。该探针在乙醇/水（1:1，pH 7.24）体系中工作，线性响应范围为8.0×10⁻⁸至2.0×10⁻⁵ mol/L，检测下限为4.0×10⁻⁸ mol/L。Hg²⁺的络合同样导致罗丹内酰胺开环，荧光增强且溶液由黄色变为粉红色。该探针同样成功应用于自来水和湘江水中Hg²⁺的检测。

实际应用价值：
该论文提供的荧光传感技术，解决了传统重金属离子检测方法操作复杂、成本高、响应慢等问题。所构建的传感器与探针具有选择性好、灵敏度高、响应速度快、使用寿命长等优点，适用于环境水样中铜、汞离子的现场快速筛查与定量分析。相关技术方案为开发便携式重金属检测设备提供了理论依据与实验基础。