現代社會中的分析化學:我們可以分析什麼

光伏大數據 發佈 2022-09-19T20:41:00.854416+00:00

原作者:聊城大學化學化工學院 岳巧麗,本帳號獲授權代為發布睡前瀏覽朋友圈或者微博的時候,酸菜廠製造條件堪憂,化工廠排污超標,每條與衣食住行相關的信息都會引起我們的高度注意。在這個獲取信息異常容易的時代,食品安全、環境質量成為了我們高度關注的話題。

原作者:聊城大學化學化工學院 岳巧麗,本帳號獲授權代為發布


睡前瀏覽朋友圈或者微博的時候,酸菜廠製造條件堪憂,化工廠排污超標,每條與衣食住行相關的信息都會引起我們的高度注意。在這個獲取信息異常容易的時代,食品安全、環境質量成為了我們高度關注的話題。因此,如何更簡便、迅速、高靈敏度地來定性、定量檢測污染物,做到防患於未然,成為了化學領域的部分科研人員一直不斷努力研究的方向。

初中生知道紫色石蕊試液遇酸變紅,遇鹼呈藍;在本科階段通過分析化學滴定實驗,我們學習掌握了如何用鹽酸測定有多少氫氧化鈉變質成為碳酸鈉;那麼,如何測定一份水樣中的重金屬離子和有機物?過夜的飯菜里,怎樣知道有害的亞硝酸鹽含量?這都是無法用肉眼直接觀察溶液顏色、體積的變化來得出準確結論的。但是,現代化學儀器迅速發展,如果我們結合儀器,將肉眼無法看到的化學反應變成數字圖形,一切就變得更為簡單。

特定的化學反應需要特定的反應物,我們小組研究的方向是以量子點、聚合物作為螢光探針,以其光學性質去檢測金屬離子、無機離子、有機小分子,或者催化有機小分子、染料分子降解。類比石蕊遇到酸鹼顯色不同,所謂螢光探針,簡單地說就是以螢光物質作為指示劑,利用其在紫外,可見,近紅外區有特徵螢光,遇到不同物質發生不同光學性質的改變,以此達到檢測的目的。

光學性質的改變包括變色,螢光增強,螢光猝滅。我們將顏色、光學強度的改變都轉變為數值信號,並將其量化,就達到了有效的檢測目的。在工作中,簡單利用水熱法,用胺基酸和聚合物合成了碳化物聚合點(CPDs),該CPDs成功用於對苯二酚的檢測(圖1)。CPDs的螢光強度隨著對苯二酚濃度增加而降低。

不僅是對苯二酚等有機小分子的檢測,我們在無機離子的檢測工作中也效果頗佳。在檢測亞硝酸根的體系中,製備的碳量子點溶液隨著加入亞硝酸根的濃度增大,逐漸由藍色變成草綠色(圖2)。不僅日光下能看出顏色變化,在紫外燈照射下,也能明顯看出溶液的紅色螢光逐漸被猝滅。為了便捷檢測,我們利用手機app,將紫外燈下和日光燈下的照片提取色卡,用智慧型手機代替肉眼來區分細微的顏色變化,不僅可以實現對物體的現場實時檢測,還可以提高測量數據的準確性,從而實現了便捷化檢測。

除了檢測,我們製備的量子點也可以用來催化染料小分子降解。有機染料是水污染的重患之一,如何處理廢棄有毒的有機物,使工廠污水排放達標,這個問題亟待解決。該研究領域對環境保護有重大意義,其經濟發展前景也較好。

綜上所述,我們小組的研究工作結合化學前沿和實際生活,歡迎有意向的同學和家長更詳細地參觀問訊。


岳巧麗簡介

岳巧麗,博士,副教授,碩士研究生導師,「光岳英才」二層次人才。現為《Frontiers in Chemistry》,《聊城大學學報(自然科學版)》編委。主要從事可攜式螢光傳感器的設計和構建,及其在食品、環境分析中的應用等相關研究工作。主持國家重大研究計劃子課題、國家自然科學基金、山東省自然科學基金、山東省和聊城大學研究生教育教學改革項目、橫向項目等課題8項。近年來,在國內外重要期刊發表SCI論文50餘篇,其中在Biosensors & Bioelectronics,Chemical Communications,Food Chemistry,Sensors and Actuators B: Chemical,Food Control等Top期刊上發表論文多篇。科研成果曾獲山東省高等學校優秀成果獎、聊城大學自然科學優秀成果一等獎等獎勵。

招生專業:分析化學

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