Hg^2＋，Ni^2＋和Cu^2＋对嗜热四膜虫的急性及联合毒性效应

采用混合毒性指数法,研究了重金属离子Hg2+,Ni2+和Cu2+对嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)BF5的急性及联合毒性效应.急性毒性效应研究表明:Hg2+,Ni2+和Cu2+对嗜热四膜虫的毒性大小为Hg2+>Ni2+>Cu2+,且3种重金属离子的IC50值随时间的延长而变小.联合毒性效应研究表明:Hg2+与Cu2+,Hg2+与Ni2+,以及Hg2+,Ni2+和Cu2+三者共存,在毒性比为1∶1时,表现为先相加后协同作用;Hg2+与Cu2+在浓度比为1∶1时,表现为先拮抗后相加作用;Hg2+与Ni2+在浓度比为1∶1时,表现为先拮抗后独立作用;Ni2+与Cu2+在毒性比为1∶1时,表现为协同作用,在浓度比为1∶1时表现为相加作用;Hg2+,Ni2+和Cu2+三者共存,在浓度比为1∶1时,表现为拮抗作用.

Hg^2＋对日本沼虾的毒性作用

研究了Hg2+对日本沼虾的急性毒性,在24℃下,测定了Hg2+对日本沼虾(Macrobrachiumnipponnensis)的24,48,72和96 h的LC50值分别为60.2,52.4,47.6和38.0μg/L.在几个Hg2+质量浓度梯度胁迫下,超氧化物歧化酶(SOD),Na+-K+-ATPase,谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)活性均受到不同程度的抑制,随Hg2+质量浓度的升高,抑制作用越明显.

双吲哚基修饰杯[4]芳烃对Hg^2＋的比色传感行为

合成了上缘含双吲哚基团的杯[4]芳烃衍生物5,17-双吲哚甲基-25,27-二丙氧基-26,28-二羟基杯[4]芳烃(2),通过UV-Vis光谱研究了它对各种金属离子的化学传感行为.结果表明,主体2对Hg2+具有良好的选择性,向主体2的溶液中加入Hg2+离子,其吸收光谱在500nm左右出现了一个新的吸收峰,同时溶液颜色也由无色变为橙色.因此,化合物2有望作为一种新型的化学传感器用于检测Hg2+.

硫脲改性磁性壳聚糖微球对Hg^2＋的吸附特性

利用悬浮分散以及化学交联技术制备磁性壳聚糖微球,并经硫脲改性(SMCS),用于吸附水溶液中Hg2+。用光学显微图、红外、热重分析等对微球进行了表征;考察了pH值、Hg2+初始浓度、吸附时间以及振荡速率对Hg2+吸附的影响。结果表明,SMCS为球形,粒径50—80μm。SMCS对Hg2+有良好的吸附性能,饱和吸附容量(1.2—6.5 mmol/g)随pH值升高而增加,pH值为5.0时饱和吸附容量约为2.9 mmol/g。等温吸附线可用Freundlich等式拟合。吸附动力学结果表明,振荡速率为150—200 r/min时,为内扩散控制;50—150 r/min时,由外扩散和内扩散同时控制;振荡速率<<50 r/min时,为外扩散控制。吸附动力学可用拟二级模型拟合,初始吸附速率为0.22—1.77 mmol/(g.h),随振荡速率加快而增加。

基于双荧光敏感团策略的Hg^2＋高分辨比率型生物成像探针

汞离子具有极大的生物和环境毒性（即使在很低的浓度下），因此设计合成用于测定Hg^2＋的荧光探针是分析研究领域的热点。大部分Hg^2＋荧光探针都是基于单波长变化的，这样的测量过程会受一些因素如光漂白、探针分子的浓度、微环境和光照射下探针分子的稳定性等的影响，比率型荧光探针可克服上述因素的影响，并有利于增加响应范围。

错配DNA和分子光开关检测Hg^2＋

无机汞在天然水体中可被微生物转化为毒性更强的甲基汞，在生物体内大量富集后经过食物链进入人体，危害人体健康。由于Hg^2＋不能被生物降解，一旦进入环境，只能被稀释或转移，因此实现高灵敏度、高选择性地检测Hg^2＋具有重要意义。

DNA／单壁碳纳米管水溶液中荧光检测Hg^2＋

汞是一种具有严重生理毒性的化学物质。一方面汞具有持久性、易迁移性和高度的生物富集性；另一方面，汞及汞盐在工业中又使用很广。基于上述原因，环境中汞的检测引起了人们极大的关注。以往的研究热点主要集中于有机分子探针检测Hg^2＋，但是此类方法存在诸多如有机物合成费时、水溶性、检测限差和选择性低等缺点。

利用多胸腺嘧啶DNA修饰金电极伏安法测定水溶液中的Hg^2＋

汞是一种具有严重生理毒性的重金属，由于其持久性和高度生物富集性，致使较少量的汞也严重危害人体健康，因此环境、食品中痕量汞的快速测定引起世界各国极大关注。目前汞的测定方法主要有冷原子吸收法、冷原子荧光法和等离子体电感耦合质谱法，但是这些方法大多需要昂贵的仪器设备，样品的前处理以及实验具体操作都相当复杂，因此这些方法很难推广到大面积的生活、环境在线监测中。

双臂罗丹明类荧光探针应用于Hg^2＋的识别

合成了一种基于罗丹明衍生物的荧光探针F1,用于识别Hg^(2+)。当在乙腈(1+1)溶液中加入1倍当量(10μmol·L^(-1))的Hg^(2+)时,探针F1在波长561nm处出现明显的吸收峰,其荧光强度(λ_(ex)=550nm,λ_(em)=580nm)增加7.5倍,溶液由无色变为粉红色,这是由于Hg^(2+)和罗丹明螺内酰胺螯合引发开环所致。其他常见的金属离子对探针F1识别Hg^(2+)不产生干扰。在较宽的酸度范围内,Hg^(2+)浓度在0.2~8μmol·L^(-1)内与荧光强度呈线性关系,检出限(3σ/s)为0.15μmol·L^(-1)。

荧光标记DNA探针用于水溶液中Hg^2＋的检测

Hg^2＋是存在于水溶液中一种最常见、最稳定的汞污染方式。目前尽管已有大量的Hg^2＋检测方法见诸报道，但对于大多数方法而言，要么选择性差，要么设计复杂、操作困难，要么易产生假阳性信号。最近，Wang等开发了一种新型的Hg^2＋荧光传感器，该传感器可以实现Hg^2＋的高灵敏度、高特异性检测。本实验在文献基础上，提出了一种探针设计方案。研究结果表明，该探针设计方案同样可用于Hg^2＋的高特异性定量检测。

电厂粉煤灰、炉渣和污泥复合陶粒对低浓度Pb^(2+)的吸附特性

针对重金属污染具有来源广、危害大等特点,通过以电厂废物(粉煤灰、炉渣)和脱水污泥为原料制备一种高效且价廉的陶粒吸附剂,采用吸附影响因素实验、解吸再生实验、吸附动力学模型和等温吸附模型的拟合以及陶粒表征分析,探究陶粒对Pb^(2+)的吸附特性,同时为实现废物资源化利用提供新思路.结果表明:陶粒去除Pb^(2+)的较佳吸附条件为粒径4 mm、pH 4.5~5.0、吸附时间360 min、吸附温度25℃.陶粒再生所用较佳解吸剂为0.5 mol/L的HCl溶液,较佳解吸时间和次数分别为120 min和5次,解吸5次后陶粒对Pb^(2+)的去除率为92.67%.此吸附过程更好地遵循了准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型.陶粒上的O-H、Si-O和金属氧化键在吸附Pb^(2+)的过程中起主要作用.陶粒吸附Pb^(2+)后,出现了新的物相Pb_(2)Cl_(3)OH和PbO,陶粒与Pb^(2+)之间发生化学吸附,为自发进行的放热反应.陶粒处理实际废水中Pb^(2+)的去除率可达93.70%,Pb^(2+)浓度由3.74 mg/L降至0.24 mg/L.研究显示,电厂粉煤灰、炉渣和污泥复合陶粒对Pb^(2+)具有一定的去除效果,可为以固体废物为原料制备的吸附剂在重金属废水处理应用中提供数据支撑.

磁性三乙烯四胺/单宁树脂对Cu^(2+)、Pb^(2+)的吸附性能研究

利用曼尼希反应将三乙烯四胺(TETA)固化到单宁(TA)基体表面,热溶剂法制得磁性单宁基树脂(MTETA-TA)。通过红外光谱、扫描电镜、比表面积及孔隙度分析仪、振动样品磁强计对M-TETA-TA进行表征,表明M-TETA-TA具有疏水性强、比表面积大的优势,Fe_(3)O_(4)的成功引入有效解决吸附剂回收难的问题。对含Cu^(^(2+))、Pb^(2+)废水溶液进行了静态吸附实验,探讨了其对金属的吸附性能。在pH为5的酸性条件下,吸附效果较好;Cu^(^(2+))和Pb^(2+)吸附动力学均符合准二级反应动力学模型,主要为化学吸附;Cu^(^(2+))的吸附等温线符合Langmuir模型,属单层吸附,理论吸附最大值为173.33 mg·g^(-1);Pb^(2+)的吸附等温线符合Sips模型,属多层吸附,理论吸附最大值为217.14 mg·g^(-1)。推测M-TETA-TA对Pb^(2+)的吸附除了螯合、氧化还原等化学反应,还存在静电和离子交换作用,氨基和酚羟基为主要参与官能团。循环再生5次后,仍有较高的吸附性能和磁性强度。

玉米秸秆复合高吸水树脂的制备及对Pb^(2+)的吸附研究

以来源丰富的玉米秸秆、高岭土为原料,以丙烯酸、丙烯酰胺为聚合单体,通过水溶液聚合法制备了复合高吸水树脂,并用红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征分析。利用合成的复合高吸水树脂对含Pb^(2+)模拟废水进行了吸附研究,考察了复合高吸水树脂用量、Pb^(2+)初始浓度、吸附时间和溶液pH及对Pb^(2+)去除率的影响,最优条件下复合高吸水树脂对Pb^(2+)的去除率达88.57%,吸附Pb^(2+)后的复合高吸水树脂经处理后可循环使用。

一种苝酰亚胺Pb^(2+)荧光探针的合成及其选择性识别

以四氯苝酐、3-氨甲基吡啶为原料,设计并合成了一种可选择性识别Pb^(2+)的新型苝酰亚胺类荧光探针N,N-(吡啶-3-甲基)-1,6,7,12-四氯-3,4:9,10-苝二酰亚胺(PDI-MBD)。采用质谱、核磁等检测手段对其分子结构进行了表征,通过紫外和荧光光谱法对目标化合物PDI-MBD在N-甲基-2-吡啶烷酮(NMP)/H2O溶液中,对Pb^(2+)的识别性能进行了研究,其光谱性能和对Pb^(2+)识别研究显示,探针PDI-MBD自身的荧光较弱,但与金属离子Pb^(2+)配位反应后荧光显著增强,为配位反应前的10倍,但随着时间的延长,之后又出现荧光猝灭的现象。探针PDI-MBD表现出对溶液中的Pb^(2+)具有良好的选择性识别,且灵敏度高。研究发现,Pb^(2+)在0.1×10^(-5)~5×10^(-5)mol/L的浓度范围内与探针的荧光强度存在良好的线性关系;Pb^(2+)的最低检测限为0.5×10^(-6)mol/L。抗干扰试验证明加入其他常见金属离子后,探针PDI-MBD对Pb^(2+)的荧光信号无显著变化,不易受其他金属离子的影响。说明PDI-MBD可作为Pb^(2+)荧光探针,具有较优的选择性和较强的灵敏度,建立了一种检测Pb^(2+)的分析方法。

一种具有识别Hg^(2+)和ClO^(-)荧光探针的设计和应用

设计合成了一种含双酯基的1,2,3-三氮唑化合物,与罗丹明B酰肼结合生成了具有“开-关”性质的荧光探针(简称L_(2)),应用光谱学表征了L_(2)的物理化学参数。L_(2)分别在DMF/Tris-HCl(1:1,v/v,pH=6.0,20μmol/L)和MeOH(20μmol/L)溶液中对Hg^(2+)和ClO^(-)显示出高选择性和灵敏性;利用荧光和紫外光谱分别测定了L_(2)对19种金属离子和14种阴离子的光学性能。实验表明,Hg^(2+)和ClO^(-)的存在使得L_(2)在585 nm和576 nm均有一个新的发射峰出现;同时伴随着荧光强度明显的增强,溶液体系发生了裸眼能识别的显色变化,表明Hg^(2+)可以将罗丹明分子的酰肼闭环结构转换为开环结构,并以1:2的比例方式生成了一种新配合物,这也被质谱、工作曲线、核磁滴定和TD-DFT计算的结果所证实;L_(2)对Hg^(2+)和ClO^(-)的检测限分别为7.45 nmol/L和0.67μmol/L。此外,生物活性测定显示L_(2)对HeLa细胞有非常低的毒性,并且可用于HeLa细胞中Hg^(2+)和ClO^(-)的细胞成像,表明L_(2)在体内可进行微测定Hg^(2+)和ClO^(-)的巨大潜力。

酸改性污泥基复合陶粒对Pb^(2+)的吸附性能研究

以污泥、磷尾矿和赤泥为原料制备陶粒,用盐酸、硝酸和柠檬酸进行改性,研究陶粒对水中Pb^(2+)的吸附效果,并通过扫描电镜(SEM)、表面基团、零电荷点(pHPZC)和傅里叶红外光谱(FTIR)分析陶粒对Pb^(2+)的吸附机理。结果表明,低浓度盐酸或硝酸改性陶粒对Pb^(2+)的去除率更好,柠檬酸改性陶粒对Pb^(2+)的去除率低于未改性陶粒。酸改性陶粒具有比表面积大、孔隙结构发达、酸性基团含量多、等电点低等特点,对Pb^(2+)的吸附同时存在物理吸附和化学吸附过程,可用作含Pb^(2+)废水的处理材料。

碳化处理对再生微粉吸附Pb^(2+)行为与机理的影响

随着工业的发展,大量含铅废弃物被排放到环境中,给水体带来了严重的污染。本研究采用经碳化处理的再生混凝土微粉(CRCF)作为吸附剂,针对硝酸铅配制的铅污染溶液开展吸附试验,并测试分析了吸附剂的物相、微观结构和稳定性。研究表明,CRCF对Pb^(2+)具有良好的吸附效果,24 h后可达到93.1%(质量分数,下同)的去除率;CRCF对Pb^(2+)的吸附稳定性较高,吸附后仅有极少量的Pb^(2+)浸出;吸附反应中,Pb^(2+)静电吸附在CRCF表面,与CRCF发生离子交换并在表面形成碳酸盐沉淀,最终主要以碳酸盐的形式固定在CRCF中;CRCF可作为一种低成本的Pb^(2+)高效吸附剂,可有效应用于含铅废水的治理,实现废物资源化再利用。

基于点击-去点击化学反应的Hg^(2+)荧光探针检测体系构建

基于杂化罗丹明与巯基化合物之间的点击化学反应及巯基化合物与金属汞离子的配位反应导致的去点击化学反应机理,构建香豆素杂化罗丹明探针-1,3,5-苯三硫酚-Hg^(2+)的三元荧光检测体系。在该体系中,探针能够与1,3,5-苯三硫酚中的巯基基团发生加成反应,破坏探针的共轭结构,从而导致探针的红色荧光猝灭。加入Hg^(2+)后,Hg^(2+)与1,3,5-苯三硫酚通过配位作用结合,使其从探针结构上离去,探针的共轭结构及红色荧光恢复。体系的荧光强度与Hg^(2+)在5×10^(-9)~1×10^(-8)、1×10^(-8)~1.1×10^(-7)mol/L浓度范围内呈良好的线性关系,检测限为2×10^(-9)mol/L,等倍量的常见重金属离子对Hg^(2+)的特异性识别无干扰。应用于实际饮用水样品中Hg^(2+)含量检测,回收率可达到86.7%~110.2%。

Pb^(2+)对掺杂硼硅酸盐玻璃中CsPbBr_(3)钙钛矿量子点发光性能的影响

硼硅酸盐玻璃包覆钙钛矿CsPbBr_(3)量子点(PQDs@glass)能够大幅提高PQDs的稳定性,使其在LED照明和显示技术中拥有广泛的应用空间。然而,玻璃包覆的同时也导致了PQDs发光强度与量子产率降低。本工作为提高其发光强度探讨了热诱导温度及Pb^(2+)的含量对PQDs@glass结构的影响,当热诱导温度为460℃,Pb^(2+)浓度为6 mol时,其发光强度最高。研究发现,Pb^(2+)浓度的增加会导致玻璃网状结构的致密化,改变玻璃组分的扩散行为,影响PQDs的析晶过程,导致PQDs@glass发光强度的变化。本工作得到量子产率高达95.6%的PQDs@glass,并实现了硼硅酸盐玻璃基质内PQDs的尺寸可控制备。结果表明,PQDs尺寸分布在10 nm左右,超过86%的颗粒尺寸在6~14 nm内,且具有优越的稳定性,经历10次室温至200℃热循环后,发光强度仍能保持初始强度的98.9%。最后,为了验证其在LED照明及显示领域的应用,将制备的量子点微晶玻璃粉料与二甲基硅氧烷(PDMS)混合,得到的LED器件性能优异,色域范围覆盖110%sRGB。本研究为PQDs@glass的大规模制备及其在LED器件领域的应用奠定了基础。

1,3-氧硫戊环为受体的Hg^(2+)荧光探针的设计、合成及性能

Hg^(2+)是毒性最强的重金属离子之一,会造成空气、土壤和水的污染,严重损害人体健康,开发有效的分析方法检测环境体系中的Hg^(2+)尤为重要。荧光探针因其灵敏度高、选择性好、响应速度快、可实时在线检测等优点,已广泛应用于Hg^(2+)检测。以Hg^(2+)促进硫代缩醛的去保护反应设计合成了一种全新的以1,3-氧硫戊环为受体的开启型Hg^(2+)荧光探针[2-(pyren-1-yl)-1,3-oxathiolane,POX],通过^(1)H NMR、^(13)C NMR和HRMS对POX结构进行表征,考察了POX在CH_(3)CH_(2)OH/H_(2)O中对Hg^(2+)的选择性、竞争性、浓度滴定、pH滴定、时间依赖性、检出限和识别机理等。研究结果表明,POX可在较宽的pH范围内对Hg^(2+)快速识别,并表现出高度的选择性和灵敏度;向POX中加入Hg^(2+)后,在386 nm处出现明显的荧光发射峰,表明POX对Hg^(2+)呈现出显著的荧光“开启”效应,其识别过程几乎不受其他金属离子干扰;荧光滴定实验表明POX在Hg^(2+)浓度为0~6.5μmol·L^(-1)范围内具有良好的线性响应(R^(2)=0.9994),检出限为0.168μmol·L^(-1),在实际水样中检测Hg^(2+)的RSD小于2.92%。由于POX合成简单、原料易得且pH适用范围较广,可作为定性和定量检测环境中Hg^(2+)的潜在工具。