研究目的
设计并合成一种基于罗丹明6G的新型荧光及比色化学传感器,用于水介质中Hg2+离子的选择性检测。
研究成果
化学传感器RIM对Hg2+检测表现出高选择性和灵敏度,其1:1结合化学计量比通过光谱研究及水介质实际应用得到证实。该传感器为汞离子检测提供了一种快速、经济的方法,在环境监测方面具有应用潜力。
研究不足
该化学传感器的性能与pH值相关,在酸性及中性条件(pH 2-7)下具有最佳传感效果,而在较高pH值时响应较弱。该传感器可能不适用于强碱性环境。本研究在受控的实验室条件下进行,实际应用中可能会遇到未测试的干扰因素。
1:实验设计与方法选择:
本研究基于罗丹明6G设计了一种含N-甲基咪唑单元的化学传感器(RIM),用于选择性检测Hg2+。采用紫外-可见光谱、荧光光谱、1H核磁共振和质谱等方法研究结合与传感机制。
2:样本选择与数据来源:
化学传感器RIM为实验室自制。金属离子(Hg2+、Ag+、Al3+、Ca2+、Cd2+、Co2+、Cs+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、K+、Li+、Mg2+、Na+、Ni2+、Zn2+)购自Sigma-Aldrich并直接使用。溶液配制于pH 7.3的50%水-DMF体系中。
3:2+、Ag+、Al3+、Ca2+、Cd2+、Co2+、Cs+、Cu2+、Fe2+、Fe3+、K+、Li+、Mg2+、Na+、Ni2+、Zn2+)购自Sigma-Aldrich并直接使用。溶液配制于pH 3的50%水-DMF体系中。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括Bruker AVANCE III 600核磁共振仪、4000 Q TRAP质谱仪(ESI-MS)、Agilent 8453紫外-可见分光光度计及Cary Eclipse荧光分光光度计。材料包含罗丹明6G、水合肼、1-甲基-1H-咪唑-2-甲醛、乙醇、二甲基乙酰胺、丙酮、聚氨酯及多种金属盐。
4:6G、水合肼、1-甲基-1H-咪唑-2-甲醛、乙醇、二甲基乙酰胺、丙酮、聚氨酯及多种金属盐。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:RIM合成分两步进行:先制备罗丹明6G酰肼,再与1-甲基-1H-咪唑-2-甲醛反应。传感实验通过向RIM溶液中添加金属离子并记录光谱变化实现。制备电纺纳米纤维和海藻酸钙珠用于实际应用。
5:数据分析方法:
采用Benesi-Hildebrand方程计算结合常数,Job图确定化学计量比,目视观察颜色变化。
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Bruker AVANCE III 600 spectrometer
AVANCE III 600
Bruker
Recording 1H and 13C NMR spectra
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Agilent 8453 spectrophotometer
8453
Agilent
Recording UV-Vis spectra
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4000 Q TRAP mass spectrometer
4000 Q TRAP
Obtaining ESI-MS spectra
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Cary Eclipse fluorescence spectrophotometer
Cary Eclipse
Recording fluorescence spectra
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