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[1]孙　威,熊双玉,彭掌珠,等.荧光多孔二氧化硅纳米微球对Hg+离子的选择性检测和去除[J].武汉工程大学学报,2020,42(05):501-510.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202001012]
　SUN Wei,XIONG Shuangyu,PENG Zhangzhu,et al.Fluorescent Porous Silica Nanospheres for Selective Detection and Removal of Hg+ Ion[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2020,42(05):501-510.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202001012]
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荧光多孔二氧化硅纳米微球对Hg+离子的选择性检测和去除(/HTML)
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《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
42
期数:
2020年05期
页码:
501-510
栏目:
化学与化学工程
出版日期:
2021-01-29

文章信息/Info

Title:
Fluorescent Porous Silica Nanospheres for Selective Detection and Removal of Hg+ Ion
文章编号:
1674 - 2869（2020）05 - 0501 - 10
作者:
孙　威; 熊双玉; 彭掌珠; 杨馨茜; 程新建*
武汉工程大学化学与环境工程学院，湖北 武汉 430205
Author(s):
SUN Wei;  XIONG Shuangyu;  PENG Zhangzhu;  YANG Xinqian;  CHENG Xinjian*
School of Chemical and Environmental Engineering， Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205， China
关键词:
荧光微球; Hg+; 检测; 吸附分离
Keywords:
fluorescent microsphere; detection;  Hg+;  adsorption and separation
分类号:
TQ460
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202001012
文献标志码:
A
摘要:
为制备兼具识别和去除重金属离子的功能材料，首先采用常规St?ber法制备二氧化硅（SiO2）微球，通过调节正硅酸乙酯（TEOS）与氨水的比例，得到四种不同粒径的起始微球，然后用NaOH溶液刻蚀以获得多孔SiO2微球。进而将-CH2CH2CH2NH2基团（氨丙基）引入到多孔微球，通过席夫碱生成反应，将以氟硼二吡咯（BODIPY）为荧光体的荧光小分子探针接枝到多孔微球上，最终获得4种尺寸且具有优良荧光和传感性能的多孔荧光微球SiO2-NH2-BODIPY-Aldehyde［SiNBPA600； SiNBPA100；SiNBPA60；SiNBPA10（数字表示微球粒径，单位为nm）］。SiNBPA对Hg+具有单一选择性识别能力，在自然光照射下，Hg+会导致明显的颜色变化。当SiNBPA多孔微球结合Hg+离子时，SiNBPA600，SiNBPA100，SiNBPA60，SiNBPA10的荧光强度分别猝灭到原来的1/14，1/15，1/25，1/16，每克SiNBPA微球对Hg+的吸附效率分别达1.29，1.43，1.54 g和1.36 g。实验结果表明：同等条件下比较，SiNBP60在检测识别和吸附去除Hg+性能方面最优良。
Abstract:
To prepare functional materials that can identify and remove heavy metal ions， SiO2 microspheres were first prepared by the conventional Stober method. By adjusting the ratio of ethyl orthosilicate（TEOS） to ammonia， four initial SiO2 microspheres with different particle sizes were obtained. The initial SiO2 microspheres were etched with NaOH solution to obtain porous SiO2 microspheres. -CH2CH2CH2NH2 groups were then introduced into the porous microspheres. Via Schiff base formation reaction， small fluorescent molecules are grafted onto porous microspheres. Finally， SiO2-NH2-BODIPY-Aldehyde［SiNBPA600， SiNBPA100， SiNBPA60， SiNBPA10（the number represents the nanospheres’ particle size， and the Unit is nm） were obtained with excellent fluorescence and sensing properties. SiNBPA has selective recognition ability to Hg+ ions， and under natural light， the addition of Hg+ will cause significant color changes. When SiNBPA binds to Hg+， the fluorescence intensities of SiNBP600，SiNBP100，SiNBP60， and SiNBP10 are quenched to 1/14，1/15，1/25 and 1/16 that of original ones， respectively， and the adsorption efficiency of Hg+ per gram of fluorescent microspheres with different particle sizes reached 1.29， 1.43， 1.54 g and 1.36 g， respectively. The experimental results show that SiNBP60 is better than other fluorescent microspheres in detection， recognition and adsorption removal of Hg+.

参考文献/References:

［1］　CECILIA J A， VILARRASA-GARCíAE， GARCíA- SANCHO C，et al. Functionalization of hollow silica microspheres by impregnation or grafted of amine groups for the CO2 capture［J］. International Journalof Greenhouse Gas Control，2016，52： 344-356. ［2］　WYSOCKA-KRóLK，OLSZTY?SKA-JANUSS，PLESCH G，et al. Nano-silver modified silica particles in antibacterial photodynamic therapy［J］. Applied Surface Science，2018， 461：260-268. ［3］　BRACHO D， DOUGNAC V N， PALZAH， et al. Functionalization of silica nanoparticles for polypropylene nanocomposite applications［J］. Journal of Nanomaterials，2012：263915：1-8. ［4］　GAGLIANO-CANDELA R，COLUCCI A P，NAPOLI S. Determination of firing distance. Lead analysis on the target by atomic absorption spectroscopy （AAS）［J］. Journal of Forensic Sciences，2008，53（2）： 321-324. ［5］　PORENTO M， SUTINEN V， JULKU T， et al. Detection of copper in water using on-line plasma-excited atomic absorption spectroscopy （AAS）［J］. Applied Spectroscopy，2011， 65（6）： 678-683. ［6］　AKRAM S， NAJAM R， RIZWANI G H， et al. Determination of heavy metal contents by atomic absorption spectroscopy （AAS） in some medicinal plants from Pakistani and Malaysian origin［J］. Pakistan Journal of Pharmaceutical Sciences，2015，28（5）：1781-1787. ［7］　SILVA D G D，PORTUGAL L A，SERRA A M，et al. Determination of mercury in rice by MSFIA and cold vapour atomic fluorescence spectrometry［J］. Food Chemistry，2013，137（1/2/3/4）： 159-163. ［8］　NIU H， HOUK R S. Fundamental aspects of ion extraction in inductively coupled plasma mass spectrometry［J］. Spectrochimica Acta Part B-atomic Spectroscopy，1996，51（8）： 779-815. ［9］　FRYER B J，JACKSON S E，LONGERICH H P. The application of laser ablation microprobe-inductively coupled plasma-mass spectrometry （LAM-ICP-MS） to in situ （U）Pb geochronology ［J］. Chemical Geology，1993， 109（4）： 1049-1064. ［10］　KAWABATA K，INOUE Y，TAKAHASHI H，et al. Determination of arsenic species by inductively coupled plasma mass spectrometry with ion chromatography ［J］. Applied Organometallic Chemistry，1994，8（3）： 245-248. ［11］　RADTKE M，REINHOLZ U，GEBHARD R. Synchrotron radiation-induced X-ray fluorescence （SRXRF） analyses of the bernstorf gold［J］. Archaeometry. 2017，59（5）：891-899. ［12］　BROWN J R G E，CATALANO J G，TEMPLETON A S，et al. Environmental interfaces，heavy metals，microbes， and plants applications of XAFS spectroscopy and related synchrotron radiation methods to environmental science ［J］. Physica Scripta，2005，115：80-87. ［13］　黎俊波，李楠楠，余响林，等. 高选择性铁离子荧光探针的合成及性质研究［J］. 武汉工程大学学报，2010，32（5）：11-14. ［14］　徐海云，胡春华，刘瑛. 基于二氟化硼-二吡咯甲烷（BODIPY）染料类汞离子荧光探针的研究进展［J］. 应用化工，2012，41（5）： 898-902. ［15］　LEI S，LI Y X，SUN M D，et al. Porphyrin-functionalized Fe3O4@SiO2 core/shell magnetic colorimetric material for detection， adsorption and removal of Hg2+ in aqueous solution［J］. New Journal of Chemistry，2011，35（11）： 2697-2704. ［16］　WANG C， TAO S Y， WEI W， et al. Multifunctional mesoporous material for detection， adsorption and removal of Hg2+ in aqueous solution［J］. Journal of Materials Chemistry，2010，20（22）： 4635-4641. ［17］　SUN W，SUN Q，ZHAO Q，et al. Fluorescent porous silica microspheres for highly and selectively detecting Hg2+ and Pb2+ ions and imaging in living cells［J］. ACS Omega，2019，4（19）： 18381-18391. ［18］　丛海林，曹维孝. 二氧化硅胶体晶体及其为模板的多孔材料［J］. 高等学校化学学报，2005，26（3）： 535-539. ［19］　何源，余响林，徐康，等. Janus微球的制备及其性能［J］. 武汉工程大学学报，2016，38（5）：419-424. ［20］　WANG Y，WANG K M，SHEN G L，et al. A selective optical chemical sensor for o-nitrophenol based on fluorescence quenching of curcumin［J］. Talanta，1997，44（7）： 1319-1327. ［21］　杨丽，徐括喜，王晨娟，等. 基于2，2’-联萘酚衍生物的荧光化学传感器对手性异构体选择性识别研究进展［J］. 有机化学，2013，33（12）： 2496-2503. ［22］　WANG X，ZENG H L，ZHAO L X，et al. A selective optical chemical sensor for 2，6-dinitrophenol based on fluorescence quenching of a novel functional polymer［J］. Talanta，2006，70（1）： 160-168. ［23］　SUN W，CHEN R，CHENG X J，et al. Bodipy-based chemosensors for highly sensitive and selective detection of Hg2+ ions［J］. New Journal of Chemistry，2018，42（23）： 19224-19231. ［24］　JIA Y R，PAN Y，WANG H，et al. Highly selective and sensitive polymers with fluorescent side groups for the detection of Hg2+ ion［J］. Materials Chemistry and Physics，2017，196： 262-269. ［25］　PENG Z X，LIAO J X，XU Y J，et al. Synthesis and properties of symmetrical donor or acceptor unit conjugate linked BODIPY derivatives［J］. Chemical Journal of Chinese Universities，2015， 36（6）： 1094- 1099. ［26］　PENG C， CHENG X J， CHEN S F， et al. A facile method to prepare monodispersed CdS/SiO2 composite microspheres and investigation on their photocatalytic properties［J］. Photochemistry and Photobiology，2012，88（6）：1433-1441［27］　曹红霞，冯晓静，霍冀川. 单分散二氧化硅微球的制备及表面化学修饰［J］. 人工晶体学报，2016，45（8）： 2050-2055. ［28］　张宝，郭华军，李新海，等. 中间相炭微球的粒径对其结构和性能的影响［J］. 中南大学学报（自然科学版），2005，36（3）： 443-447. ［29］　刘达，吴彤，张征湃，等. Fe3O4微球的可控制备及在合成气制低碳烯烃中的应用［J］. 石油炼制与化工，2016，47（11）：9-13. ［30］　LI Z，WANG S. Investigation of hollow silica spheres with controllable size and shell thickness［J］. Journal of Inorganic Materials，2011，26（8）： 885-891. ［31］　YE J H， XU J， CHEN H C， et al. A highly sensitive and selective turn-on fluorescent chemodosimeter for Cu2+ based on BODIPY and its application in bioimaging［J］. RSC Advances，2014，4（13）： 6691- 6695. ［32］　于翠，齐永新，李彦锋，等. 聚苯乙烯系席夫碱螯合树脂的制备及其对Hg（Ⅱ）的吸附性能研究［J］. 离子交换与吸附，2013，29（3）：211-219.

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2020-01-17基金项目：国家自然科学基金（41573106）作者简介：孙　威，硕士研究生。E-mail： [email protected]*通讯作者：程新建，博士，教授，硕士研究生导师。E-mail： [email protected]引文格式：孙威，熊双玉，彭掌珠，等. 荧光多孔二氧化硅纳米微球对Hg+离子的选择性检测和去除［J］. 武汉工程大学学报，2020，42（5）：501-510.
更新日期/Last Update: 2020-10-30