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基本信息

項(xiàng)目名稱：
熒光法研究三氮烯衍生物與陰離子表面活性劑的相互作用及水樣中痕量陰離子表面活性劑的相互作用
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本項(xiàng)目基于熒光分析技術(shù),研究了三氮烯衍生物1-(5-萘酚-7-磺酸基)-3-[(4-偶氮苯基)苯基]-三氮烯試劑(簡(jiǎn)稱NASAPAPT)與陰離子表面活性劑的熒光特性，建立一種快速、選擇性高、能夠用于實(shí)際環(huán)境水樣中痕量陰離子表面活性劑的方法。通過計(jì)算含時(shí)密度泛函，熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)，研究NASAPAPT與陰離子表面活性劑的相互作用。為三氮烯類衍生物用于陰離子表面活性劑的檢測(cè)提供了理論依據(jù)。
詳細(xì)介紹：
本項(xiàng)目基于熒光分析技術(shù),研究了三氮烯衍生物1-(5-萘酚-7-磺酸基)-3-[(4-偶氮苯基)苯基]-三氮烯試劑(簡(jiǎn)稱NASAPAPT)與陰離子表面活性劑的相互作用，建立了一種快速、準(zhǔn)確、選擇性高、能夠用于實(shí)際環(huán)境水樣中痕量陰離子表面活性劑的方法。該方法對(duì)DSO4Na、DBSO3Na和DOSO3Na的檢測(cè)極限均達(dá)到10^-8mol/L。 首次采用含時(shí)密度泛函、動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)研究三氮烯衍生物與陰離子表面活性劑的相互作用，研究表明NASAPAPT與DSO4Na、DBOSO3Na的作用類型分別為疏水作用力、范德華力，對(duì)DOSO3Na的響應(yīng)為自發(fā)過程，其結(jié)合的表觀活化能為1.30KJ/mol。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期高速發(fā)展，對(duì)環(huán)境具有污染性的表面活性劑等產(chǎn)品，被廣泛的應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，導(dǎo)致了嚴(yán)重的水體污染。 本項(xiàng)目研究新型熒光試劑NASAPAPT與陰離子表面活性劑的熒光特性，通過計(jì)算含時(shí)密度泛函、熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)探討NASAPAPT與陰離子表面活性劑的相互作用。建立一種檢測(cè)極限低、選擇性高、操作簡(jiǎn)便的環(huán)境水樣中痕量陰離子表面活性劑的檢測(cè)方法。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

熒光分析技術(shù)作為分子發(fā)光光譜法具有檢測(cè)極限低、靈敏度高、響應(yīng)快、操作簡(jiǎn)單、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于臨床、生物、環(huán)境檢測(cè)。 合成新型三氮烯熒光試劑，研究其與陰離子表面活性劑的熒光特性，通過含時(shí)密度泛函、熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)探討其作用機(jī)理。建立一種檢測(cè)極限低、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、選擇性高、操作簡(jiǎn)便的環(huán)境水樣中痕量陰離子表面活性劑的檢測(cè)方法。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

表面活性劑進(jìn)入水中后，由于表面活化作用，使水分子與氣體接觸層產(chǎn)生泡沫或者乳化作用，阻斷水與氧氣的交換，導(dǎo)致水質(zhì)變壞，是國(guó)家水質(zhì)規(guī)定的水質(zhì)監(jiān)控物質(zhì)之一。 建立了一種能夠快速、準(zhǔn)確、選擇性高、檢測(cè)極限低、操作簡(jiǎn)便的實(shí)際環(huán)境水樣中痕量陰離子表面活性劑的檢測(cè)方法，擴(kuò)展了水樣中陰離子表面活性劑的檢測(cè)方法。研究三氮烯類衍生物與陰離子表面活性劑的相互作用，能夠?yàn)槿┯糜陉庪x子表面活性劑提供理論依據(jù)。

學(xué)術(shù)論文摘要

本作品的研究以實(shí)現(xiàn)對(duì)水體質(zhì)量監(jiān)控為目的，旨在建立一種環(huán)境水樣中痕量陰離子表面活性劑快速、準(zhǔn)確檢測(cè)為目的。為達(dá)到上述目的，本文采用新型三氮烯試劑1-(5-萘酚-7-磺酸基)-3-[(4-偶氮苯基)苯基]-三氮烯試劑(簡(jiǎn)稱NASAPAPT)，研究了其與陰離子表面活性劑的熒光特性，通過計(jì)算時(shí)密度泛函、熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)探討其作用機(jī)理。 研究表明NASAPAPT對(duì)DSO4Na、DSO3Na和DBSO3Na的線性范圍別為：2.08×10^-8 ~8.67×10^-7mol/L、2.52×10^-8mol/L~1.06×10^-6mol/L和2.52×10^-8mol/L~1.06×10-^6mol/L，檢測(cè)極限均達(dá)到10^-8mol/L，回收率為98.0%到104.0%之間。NASAPAPT與DSO4Na、DBOSO3Na的作用類型分別為疏水作用力、范德華力，對(duì)DOSO3Na的響應(yīng)為自發(fā)過程，其結(jié)合的表觀活化能為1.30KJ/mol。 通過含時(shí)密度泛函計(jì)算結(jié)果得：NASAPAPT 化合物激發(fā)波長(zhǎng)主要是π→π*電子躍遷產(chǎn)生,且離域π鍵的共軛效應(yīng)對(duì)熒光強(qiáng)度的影響占主要地位。

獲獎(jiǎng)情況

以該作品為研究撰寫的科技論文： 《新型三氮烯與陰離子表面活性劑相互作用的熒光光譜法研究》已被中文核心期刊《分析科學(xué)學(xué)報(bào)》接收。 《Fluorimetric method to determine trace a-nionic surfactants using a novel triazene reagent》已被國(guó)際期刊《Advanced Materials Research》接收。 2009年衡陽(yáng)師范學(xué)院大學(xué)生課外科技創(chuàng)新自然科學(xué)類一等獎(jiǎng)。

鑒定結(jié)果

本作品屬于該小組原創(chuàng)，不存在抄襲以及做假，具有一定科學(xué)性和創(chuàng)新性。

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

表面活性劑是現(xiàn)代工業(yè)廣和日常生活泛使用的一種化學(xué)物質(zhì)，而其中又以陰離子表面活性劑最為重要。未經(jīng)處理的含表面活性劑的污水直接排出，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。 目前對(duì)陰離子表面活性劑的檢測(cè)方法有：兩相滴定法、萃取光度法、水相分光光度法、流動(dòng)注射法、色譜法、共振光散射法、熒光法等。 兩相滴定法不僅需要價(jià)格昂貴的染料指示劑，而且需要判斷滴定終點(diǎn)，不能滿足痕量表面活性劑的檢測(cè)要求。亞甲藍(lán)光度法經(jīng)典的檢測(cè)陰離子表面活性劑，但是該方法需要用有毒的氯仿萃取，不僅費(fèi)時(shí)而且對(duì)環(huán)境有害。Masaaki等人對(duì)亞甲藍(lán)光度法進(jìn)行了改進(jìn)，使萃取劑用量減少到原來十分之一，其它試劑用量也減少了一半。 水相直接顯色光度法，無須萃取,操作簡(jiǎn)便,但該方法的受共存物的干擾大、且檢測(cè)極限高。馮泳蘭等人用分光光度法系列研究了幾種三氮烯用于陰離子表面活性劑的測(cè)定，結(jié)果令人滿意，但受共存物的影響較大。 流動(dòng)注射法具有容易實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)，而備受國(guó)內(nèi)外研究者的青睞。Giaan 等研制了一種聚吡咯涂布膜的電位計(jì)管狀傳感器,可在流動(dòng)注射系統(tǒng)里現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定十二烷基硫酸鹽,該傳感器的響應(yīng)時(shí)問為2-4 min,線性范圍1.58×10-5-3.88×10-3mol/L,RSD為1.8%,使用壽命可達(dá)4個(gè)月。 各種色譜法在陰離子表面活性劑分析方面都有一定的應(yīng)用,其中以高效液相色譜法的應(yīng)用最為普遍。Levine等研究了用離子對(duì)色譜測(cè)定再循環(huán)過程里廢水中的陰離子表面活性劑的直接方法,該法不需要預(yù)處理,干擾少。 共振光散射法是一種高靈敏的分析方法。陳興會(huì)[19]等人，建立了新的共振瑞利散射檢測(cè)陰離子表面活性劑的檢測(cè)方法，其方法對(duì)SDBS、SDS的檢測(cè)限分別為6ng/ml、5ng/ml，線性范圍分別為0.02-5.6ug/ml、0.02-14.0ug/ml。 熒光分析法具有高靈敏度，選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，在痕量分析中備受關(guān)注。馮泳蘭等人用二氯熒光素作為熒光試劑用熒光分析測(cè)定了水樣中的，檢測(cè)范圍0-85ug/ml，檢測(cè)極限0.0576μg/ml。 目前對(duì)采用熒光分析水樣中的陰離子表面活性劑的已有報(bào)道，但對(duì)熒光試劑與陰離子表面活性劑的作用機(jī)理的研究還不特徹。本文通過密度泛函、動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)研究NASAPAPT與陰離子表面活性劑的作用機(jī)理，建立了一種對(duì)水樣中痕量陰離子表面活性劑快速、準(zhǔn)確、環(huán)保的檢測(cè)方法。
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