文档主要内容
文档类型：硕士学位论文（西南科技大学）
适配人群：材料科学、纳米技术、化学工程、环境检测领域的研究生及科研人员。
可解决的实际问题：提供一种快速、选择性检测丙烯酰胺的比色方法，以及一种可循环使用的纳米吸附剂用于去除丙烯酰胺，适用于食品安全监控、环境污染物治理等场景。
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该论文围绕聚乙二醇（PEG）修饰的金纳米颗粒展开，制备了两种功能化纳米材料：甲氧基聚乙二醇稳定的金纳米颗粒（PEG‑AuNPs）和巯基功能化聚乙二醇稳定的金纳米颗粒（PEG‑HS‑AuNPs），并分别用于丙烯酰胺的检测与吸附研究。
在检测方面，PEG‑AuNPs通过透射电镜、紫外光谱和动态光散射表征，结果显示其球形金核直径约19 nm，整体尺寸（含表面稳定剂）约40 nm，分散性良好。研究发现，0.004 mg/mL的丙烯酰胺即可诱导PEG‑AuNPs发生聚集，使溶液颜色由红色变为紫色；随着丙烯酰胺浓度从0.004 mg/mL升至0.032 mg/mL，聚集程度逐渐增强。在相同条件下，N,N‑二甲基丙烯酰胺无法引起聚集，表明该方法对丙烯酰胺具有高选择性。这一视觉检测法无需复杂仪器，操作简便快速，为丙烯酰胺的现场筛查提供了新途径。
在吸附方面，PEG‑HS‑AuNPs经核磁共振氢谱、高效液相色谱、透射电镜、紫外光谱和动态光散射表征，证实其能在疏水介质和水性介质中有效吸附丙烯酰胺，但对N,N‑二甲基丙烯酰胺无吸附作用。吸附机理归因于丙烯酰胺中的质子与PEG‑HS‑AuNPs中氧原子之间形成的氢键。定量数据显示，每个PEG‑HS‑AuNP在二氯甲烷中可吸附约25772个丙烯酰胺分子，在水性介质中吸附约22420个分子，后者略低是因为水分子削弱了氢键作用。此外，该纳米吸附剂可循环使用4次，仅出现少量聚集；循环5次后，超过50%的金纳米颗粒发生聚集，导致吸附性能下降。
该论文系统展示了聚乙二醇纳米金在丙烯酰胺检测与吸附中的双重应用，为开发低成本、高选择性的有毒小分子处理材料提供了实验依据和设计思路。
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