基于光辅助反应的化学发光和汞冷蒸气发生的研究_博士学位论文.doc

四川大学博士学位论文 基于光辅助反应的化学发光和汞冷蒸气发生的研究 PAGE 105 四川大学 博士学位论文 题 目 基于光辅助反应的化学发光和汞冷蒸气发生的研究 培 养 单 位 四 川 大 学 专 业 分 析 化 学 研 究 方 向 光 谱 分 析 STUDY OF CHEMILUMINESCENCE AND MERCURY COLD VAPOR GENERATION BASED ON PHOTO-ASSITED REACTIONS Dissertation Submitted to Sichuan in partial fulfillment of the requirement for the degree of Doctor of Philosophy by Yingying SU Major: Analytical Chemistry Advisor: Professor Xian-deng HOU April, 2007 基于光辅助反应的化学发光和汞冷蒸气发生的研究 分析化学专业 博士研究生 苏颖颖 指导教师 侯贤灯 教授 摘要 本论文首先介绍了光化学反应（即光降解反应和光催化反应）的基本理论、研究现状及其在环境化学和分析化学等领域的应用进展，同时也介绍了化学发光分析（Chemiluminescence, CL）和原子吸收光谱分析（Atomic Absorption Spectrometry, AAS）的必威体育精装版研究进展情况。光化学反应辅助化学发光分析法基本原理是通过光化学反应把很多不能直接氧化还原产生化学发光的物质通过光化学反应生成能参与化学发光反应的活性物质，从而扩大化学发光分析的适用范围。另一方面，光化学反应也被用于新的化学蒸气发生原子光谱分析进样技术的研究之中，并受到广泛关注。基于此，本论文主要开展了光化学辅助的化学发光体系和化学蒸气发生原子吸收进样技术的研究，内容主要包括紫外光降解化学发光法测定化学需氧量（COD）、纳米TiO2紫外光催化化学发光高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography, HPLC）联用-有机硒的形态分析、紫外光诱导化学蒸气发生原子吸收光谱分析法测定汞的研究。此外，还探讨了原子吸收光谱在药物分析中的应用，利用间接原子吸收光谱法(Indirect Atomic Absorption Spectrometry，IAAS) 建立了测定核黄素的新方法。具体研究工作如下： 1. 利用紫外光辐射对水样中的有机物具有光降解的作用，产生的自由基或其它活性中间体与发光试剂鲁米诺（Luminol）反应引发强烈的化学发光这一特性，建立了一个在线测定COD的新方法。系统地研究了六种不同的有机物和它们的混合溶液，所产生的光信号与空白试样的光信号差值与被分析溶液的浓度及理论COD值均成良好线性关系。应用该法测定七种标准水样和多种实际水样的COD，测定结果令人满意。以葡萄糖作为COD测定的标准溶液做校正曲线，线性范围为0.2~20 mg L-1，检出限为0.08 mg L-1。对理论COD值为0.5 mg L-1的葡萄糖标准溶液进行7次平行测定，相对标准偏差为2.7 %。该方法与传统的COD测定方法相比，具有明显的优势：（1）分析时间短，大概5~10分钟就能完成一次样品测定；（2）不消耗昂贵的（Ag2SO4），有毒的（HgSO4）试剂；（3）整个实验只使用了luminol这一种试剂，不需要添加任何氧化剂和催化剂；（4）可以实现自动化，操作简单方便；（5）灵敏度高，检出限为0.08 mg L-1，可应用于COD值较低的水样。该法简单、快速、灵敏，对环境友好，在环境监测领域具有较大的应用价值。 2. 将纳米TiO2涂布在聚四氟乙烯（PTFE）管内表面，经过200?C下的煅烧，制成一层纳米TiO2薄膜。把涂布好TiO2的PTFE管均匀缠绕在低压汞灯上，制成光催化反应器(PCRD)。PCRD接在液相色谱的柱端，再与BPCL微弱发光测量仪连接，组成了光催化化学发光与液相色谱的联用系统。应用该系统研究了胱氨酸硒（SeCys）和蛋氨酸硒（SeMet）在Co2+的存在下光照后对luminol发光体系的影响。发现胱氨酸硒和蛋氨酸硒能抑制化学发光。在该体系中Co2+不仅作为化学发光的催化剂，也作为TiO2光催化降解硒代氨基酸的协同催化剂。分析信号（抑制的化学发光强度）被认为是由于水氧化产生的含氧活性物质参加分析物降解反应而消耗产生。进样100??L，胱氨酸硒和蛋氨酸硒检出限分别为： 3和5??g L-1。此外, 考察了PTFE管内壁上的TiO2膜的稳定性