【摘 要】
：
汞离子(Hg2+)是一种常见且剧毒的重金属污染物,在自然环境中不易降解。Hg2+对农作物生长发育有一定的抑制作用,导致农作物质量和产量的下降。此外,Hg2+通过食物链进入人体,并在人体内蓄积,会对人体器官造成严重伤害。因此,发展高性能的Hg2+检测方法对于生态环境、农业生产和人类健康都具有重要意义。为此,研究人员发展了多种方法测定Hg2+。其中,电感耦合等离子体质谱法、原子发射光谱法、原子吸收光谱
论文部分内容阅读
汞离子(Hg2+)是一种常见且剧毒的重金属污染物,在自然环境中不易降解。Hg2+对农作物生长发育有一定的抑制作用,导致农作物质量和产量的下降。此外,Hg2+通过食物链进入人体,并在人体内蓄积,会对人体器官造成严重伤害。因此,发展高性能的Hg2+检测方法对于生态环境、农业生产和人类健康都具有重要意义。为此,研究人员发展了多种方法测定Hg2+。其中,电感耦合等离子体质谱法、原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法等分析方法精准度高、可靠性强,但设备昂贵,且需要专业技术人员操作。电化学法、表面增强拉曼散射光谱法、荧光法和比色法操作简便、分析速度快。但是,单一检测方法具有各自的局限性,且可能会存在假阴性或假阳性以及线性范围有限的问题。因此,针对上述问题,本论文发展高性能荧光-比色双模式传感器,设计了便携式传感装置,实现了农田灌溉用水中Hg2+的精准、快速、可视化现场分析。具体研究内容如下:（1）首先,以羧基荧光素标记的Hg2+适配体（FAM-apt）作为荧光探针和识别元件,基于多孔二氧化铈纳米棒（P-Ce O2NR）对FAM-apt的荧光猝灭性质及其自身的类过氧化物酶活性,构建荧光-比色双模式适配体传感器检测Hg2+。通过Hg2+调控FAM-apt在P-Ce O2NR上的吸附和脱附,改变FAM-apt的荧光信号和P-Ce O2NR的类过氧化物酶催化活性。Hg2+不存在时,FAM-apt吸附到P-Ce O2NR表面,FAM-apt荧光信号被P-Ce O2NR猝灭;同时,P-Ce O2NR的类过氧化物酶活性增强,促使无色3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）氧化为蓝色的氧化态TMB（ox-TMB）。当Hg2+存在时,Hg2+与FAM-apt特异性结合,FAM-apt从P-Ce O2NR的表面脱附,FAM-apt的荧光恢复;同时,P-Ce O2NR的类酶催化活性降低,溶液从蓝色变为浅蓝色。基于此,实现构建的荧光-比色双模式适配体传感器用于检测农田灌溉用水中Hg2+的目的。（2）第二章工作中需要FAM、P-Ce O2NR和apt三种材料分别作为荧光探针、类过氧化物酶材料和识别元件。为了简化传感器构建和检测过程,制备了一种同时具有荧光信号和类过氧化物酶活性的新型多功能纳米复合材料铈聚集金纳米簇（Ce-Au NCs）,并且基于Hg2+与金的亲金属相互作用,实现选择性检测Hg2+的目的。当Hg2+存在时,Hg2+会有效猝灭Ce-Au NCs的荧光信号,并且增强其类过氧化物酶活性,溶液由淡蓝色变为深蓝色。基于此,构建了一种荧光-比色双模式传感器用于检测Hg2+。该方法用于农田灌溉用水中Hg2+的检测,取得了满意的分析结果。（3）为了实现现场检测,在第三章工作的基础上,结合便携性高、成本低的纸基传感技术,构建Ce-Au NCs基荧光-比色双模式纸基传感器。在荧光检测时,加入Hg2+后试纸的荧光强度降低,通过便携式荧光检测装置、手机和电脑Photoshop软件采集和分析荧光图像的Lab均值。在比色检测时,随着Hg2+浓度增加,试纸颜色由蓝色变为绿色,然后变为黄色,通过色差仪对试纸颜色进行采集和分析得到Lab均值。由于荧光模式对Hg2+的检测更加灵敏,首先,利用双孔底板对未知样品进行荧光定性分析,双孔底板左右两侧分别加入空白和待测样品,若荧光亮度有变化,则为低浓度Hg2+,可利用单孔底板对进行荧光定量检测。若荧光亮度猝灭程度比较大时,则是高浓度Hg2+,采用比色模式对样品进行定量分析。研发的便携式荧光-比色双模式纸基传感器可实现Hg2+的快速、现场、可视化分析。
其他文献
双三相永磁同步发电机（dual three-phase permanent magnet synchronous generator,DTPPMSG）凭借强容错能力、低压大功率等优势,在先进装备的直流发电领域发挥重要的应用价值。但是直流母线电压在负载瞬态变化时深受电压响应慢、振幅大等问题困扰,且母线电流传感器易故障损坏,严重影响系统可靠运行。为了增强抗负载扰动能力,本文提出交轴电流直接计算和电容储
从20世纪80年代开始，一大批优秀的西部电影出现在银幕上，促进了华语电影的繁荣发展，影片中刻画的独有的西部风光与民俗元素形成了其吸引观众的特殊艺术魅力。经过近40年发展的今天，随着西部民俗活动的变迁，西部电影在银幕上尝试更为丰富多元的视觉表达。特别是现代西部电影中对新民俗生活环境的影像构建、更加丰富的人物塑造，以及与现代西部民俗融合的新故事情节的设计，都形成了当代西部电影的新艺术审美与影像凝视，从
为力争实现“双碳”目标,顺应我国能源结构调整,实现经济社会的可持续发展,必须加快电动汽车全面替代燃油汽车的进程,完成汽车产业的转型升级。电机及其驱动系统作为机电能量转换的核心,对电动汽车的动力起决定性的作用。从满足电动汽车多工况的需求出发,本文研究了一种漏磁可控式永磁同步电机（Leakage Flux Controllable Permanent Magnet Synchronous Motor,
作为一种重要的电能输送设备,母线凭借其施工难度小、安全美观、拆装方便、寿命长等优势在高层楼宇、厂房等场景得到了广泛应用。本课题基于数据挖掘算法设计了一种母线接头故障诊断系统,旨在解决大数据环境下母线接头故障监测诊断效率低的问题,并针对传统母线接头故障诊断方案中直接测取接触电阻与工作电流进行诊断时存在的测量困难、成本高且容易引入新的安全风险等问题提出了解决方案。本课题在国内外相关研究技术的基础上,设
配电网能否可靠供电是配电网中最受关注的问题,而电缆是现代城市配电网的重要组成部分遍布于城市地下各个角落,避免电缆永久故障的出现是供电可靠性的重要保障。电缆因所处环境恶劣或者在施工时的不规范操作,会出现局部放电或者闪络现象,若未及时发现并处理将会引发永久性故障。10k V电缆出现永久故障前通常会有间歇性的电缆早期故障,因此在配电网的实际应用中对早期故障的识别和定位可以提高配电网的供电可靠性。本文主要
作为现代控制理论的重要分支之一,滑模变结构控制凭借其鲁棒性强、对系统参数摄动不敏感等优点,广泛应用于参数不确定系统。然而,传统一阶滑模控制方法存在抖振问题和相对阶的限制,一定程度上制约了其在实际系统中的应用。目前已存在的等效控制法、边界层法、趋近率法等削弱抖振的方法一定程度上牺牲了滑模控制的鲁棒性。作为传统滑模的扩展,二阶滑模在不损害系统鲁棒性的同时,显著削弱了传统滑模的抖振并提高了控制精度。此外
高速多体船的垂向运动控制是船舶领域的研究难点之一。在高海况航行时,风、浪、流等扰动对高速多体船的水下船体产生较大的纵向倾覆力矩,而主船体和片体的细长体结构使得纵向恢复力矩较小,造成升沉、纵摇运动幅度变化剧烈,容易引起失速、艏部砰击、乘员晕船等现象,严重影响适航性。因此,需要采取合理有效的措施实现垂向稳定控制,以减少升沉、纵摇运动幅度,也称减纵摇控制。目前,在船体上安装T型翼和压浪板两种主动式附体可
近年来,环境污染和能源匮乏问题日益突出,为建设清洁高效的能源体系,电动汽车取代传统燃油式汽车已成为当前势不可挡的趋势。然而,传统车用永磁电机面对电动汽车多工况运行环境仍存在局限性,无法满足新一代电动汽车对其驱动电机的高转矩密度、广域高效等高性能需求。为此,本文研究了一种新型的漏磁可变式永磁电机（variable leakage flux permanent magnet synchronous m
建筑短期负荷预测在用电高峰管理和发电调度中起着至关重要的作用。研究表明,集成学习策略在实践中比单个预测模型泛化能力更强、精度更高。然而,目前数据预处理大都仍是传统方法,即将数据作为一个整体进行训练和测试,忽略了数据的内部规律和模式差异,这是阻碍预测效果进一步提高的重要因素。本文运用无监督/有监督数据分类方法,结合集成学习策略,围绕建筑电力需求建模与预测方法展开研究。主要内容包括:（1）数据预处理方
现阶段我国农机装备、智慧农业等关键领域核心技术与产品自主可控力不强,传统农机装备已不能满足农业生产和发展的需求,向自动化、智能化方向发展迫在眉睫。施药机自动导航系统可提高田间施药的作业效率和作业质量,降低机手农药中毒的风险。然而,施药机自动导航系统多采用单一导航定位系统实现定位,易受环境因素影响,定位系统稳定性较差;自主作业过程中泥脚深浅不一引起的车身姿态变化会导致定位系统产生倾斜误差,影响作业精