| 题名 | 新型纳米管材料在环境分析化学中的应用研究 |
| 作者 | 牛红云 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 魏复盛 ; 蔡亚岐 ; 江桂斌 |
| 关键词 | 多壁碳纳米管 单壁碳纳米管 钛酸纳米管 固相萃取 砷吸附 DNA 吸附 Multi-Walled Carbon Nanotubes Single-Walled Carbon Nanotubes Titanate Nanotubes Solid-Phase Extraction Arsenic Adsorption DNA Adsorption |
| 其他题名 | Application Potentials of Novel Nanotubular Materials in Environmental Science and Analytical Chemistry |
| 学位专业 | 环境科学 |
| 中文摘要 | 本文的研究工作围绕新型纳米材料——碳纳米管和钛酸纳米管在环境分析 化学中的应用而展开，论文包括以下的内容： 对碳纳米管和钛酸纳米管的发展历史、合成方法、结构特点以及应用前景等 作了简要的介绍。 对比了碳纳米管与C18键合硅胶和石墨化碳黑对强极性有机物的萃取效果。 结果表明碳纳米管对所有模型化合物（包括头孢类抗生素、磺胺类抗生素和多羟 基酚类化合物）的萃取能力显著优于C18吸附剂；对头孢类和磺胺类抗生素的富 集效果强于石墨化碳黑。以单壁碳纳米管（SWCNTs）为吸附剂研制出一种新型 的固相萃取盘——单壁碳纳米管萃取盘，采用不同极性的17 种化合物考察了萃 取盘的性能，并且与C18和活性炭萃取盘进行了比较。研究表明，使用SWCNTs 萃取盘得到的结果具有很好的重现性，水样流速达几十毫升/分钟时仍然有比较 满意的萃取效果。SWCNTs 萃取盘对所有的模型化合物都表现出良好的萃取能 力，吸附的目标化合物可以用甲醇、乙腈定量洗脱，克服了活性炭萃取盘难以洗 脱的缺点；对极性化合物的萃取能力优于C18萃取盘。 采用水热法合成了不同尺寸和比表面积的钛酸纳米管（TNs），研究了它们 对水体中无机砷的吸附能力。结果表明，TNs对砷的吸附可在8 h 内快速达到平 衡，对五价砷和三价砷的最大吸附容量分别为60 mg g-1和208 mg g-1，对两种砷 的吸附能力分别是纳米二氧化钛颗粒的33 倍和10 倍。所吸附的砷可以用NaOH 溶液快速解吸下来。 以十六烷基三甲基溴化铵修饰的钛酸纳米管（CTAB-TNs）作为固相萃取剂， 考察了对水体中痕量酞酸酯的萃取能力。研究发现，CTAB-TNs 对酞酸酯有很 强的富集能力，吸附的酞酸酯用2 mL 甲醇即可定量洗脱。采用该方法测定了几 种环境水样中目标化合物，富集倍数达500 倍，方法检测限在20-40 ng L-1之间。 对钛酸纳米管进行了氨基修饰，并用于DNA 吸附的研究。钛酸纳米管和氨 基修饰的钛酸纳米管（NH2-TNs）对DNA都表现出优越的吸附和保护能力。DNA 在TNs 上最大吸附容量为30 mg/g（Freundlich 吸附容量1.72 mg/g）；NH2-TNs 对DNA 的吸附能力比未修饰的TNs 提高了的35 倍，在吸附等温线上观察到的 DNA 最大平衡吸附容量可达240 mg/g，由Freundlich 模型计算的最大吸附量为 62 mg/g。NH2-TNs是目前报道的对DNA吸附能力最高的吸附剂。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 公开日期 | 2010-05-27 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/226]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境化学与生态毒理学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 牛红云. 新型纳米管材料在环境分析化学中的应用研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2008. |
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