【摘 要】
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碘与人类的生存活动息息相关,碘的含量不仅对人体健康有着巨大影响,还与生态环境的可持续性发展紧密相连。环境中的碘通常以碘离子的形式随水的流动而转移,而碘离子被空气氧化形成碘分子存在于大气颗粒中。因此,对碘离子的快速检测和气态碘的吸附变得已成为当今社会急需解决的关键问题之一。本论文在快速检测碘的方面,开发了一种可在单个微气泡水平上视觉检测碘离子（I-）的新方法。而对于碘的吸附方面,开发了一种暗场显微镜
【基金项目】
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国家自然科学基金委员会（21705134）； 西南科技大学龙山学者计划（18LZX204）；
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碘与人类的生存活动息息相关,碘的含量不仅对人体健康有着巨大影响,还与生态环境的可持续性发展紧密相连。环境中的碘通常以碘离子的形式随水的流动而转移,而碘离子被空气氧化形成碘分子存在于大气颗粒中。因此,对碘离子的快速检测和气态碘的吸附变得已成为当今社会急需解决的关键问题之一。本论文在快速检测碘的方面,开发了一种可在单个微气泡水平上视觉检测碘离子（I-）的新方法。而对于碘的吸附方面,开发了一种暗场显微镜方法,用于原位和实时可视化单个ZIF-90颗粒上的气态碘吸附过程,从而获得了碘吸附过程中颗粒间的异质性信息。主要研究内容包括以下两个方面:1.利用单个氧气微气泡在氧气微气泡-玻璃界面处发生全内反射效应从而产生倏逝波,再由暗场显微镜进行成像。由于碘离子对过氧化氢分解有着独特的催化能力,在反应环境中引入碘离子后,过氧化氢水溶液中单个氧气微气泡的直径呈增加趋势。其中,碘离子是基于单个氧气微气泡的直径变化以及μM级灵敏度和相应的动态范围（0.08-1 mM）进行定量测定的。这项工作代表了将单个氧气微气泡作为实时、可视化和定量分析平台实施的关键步骤,该方法为分析真实水样、监测地理环境中各种核素的迁移过程以及预警核辐射提供了有力的工具。2.利用气态碘的吸附能改变ZIF-90颗粒的散射光谱,导致ZIF-90颗粒从蓝白色到黄色的明显颜色变化。根据暗场显微镜图像中B值变化与气态碘的吸附量之间的相关性,对气态碘吸附过程进行了定量成像,并估算单颗粒水平下的相关动力学参数。单颗粒测量阐明了吸附反应性中的不同颗粒间异质性以及引入缺陷空位后ZIF-90颗粒的显着吸附活性改善,提供了对构效关系的微观理解。
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