光化学比色阵列传感器在阴离子污染物快速检测中的应用研究

随着人民生活水平逐年的提高，公众对快速工业化进程所带来的各种工业污染越来越重视，其中阴离子的污染尤其引人关注。本项目拟研究一种新型光化学比色阵列传感器应用于水中痕量阴离子污染物的现场快速分析检测。理解各种指示剂对阴离子污染物的显色机理，尝试通过调节基质硅胶溶胶体系硅烷前驱体配比、水解老化时间等，及调整多孔高分子聚合物体系增塑剂、溶剂等的比例，对指示剂进行有效固定，并使之与阴离子污染物作用后充分显色。本研究将原位富集的理念与光化学传感器阵列有机的结合，通过滤纸上亲水多通道的设计和运用，达到对水中多种痕量阴离子污染物选择性灵敏快速检测的目的。同时还有望基于此研究，开发和研制实验室样机，应用于真实水体的检测，并最终投入使用，具有重要的科学意义和创新性。

随着工业化进程的快速发展，有毒阴离子污染物，如F-、Cl-、Br-、I-、S2-、PO43-、CrO42-、NO2-等，对水体环境以及人体健康产生的安全风险已经越来越引起人们的重视。本项目在国家自然科学基金面上基金的资助下，开展了新型光化学传感器及阵列对水中有毒阴离子污染物快速检测方面的研究。由于对阴离子直接测定存在困难，因此我们通过筛选商品化指示剂，并结合先前已有的重金属离子检测技术，提出指示剂替换方法用于有毒阴离子的检测，成功实现了氯、溴、碘卤素离子区分，并通过进一步增加比色传感单元，扩展到上十种有毒阴离子的区分检测，取得了较好的实验结果。源于光化学比色阵列可选的指示剂传感单元有限，我们又提出了采用单一指示剂，通过改变指示剂浓度构建传感器阵列的方法，成功用于八种有毒阴离子的检测。与此同时，我们还制备了简便易得的荧光碳量子点，用于水体中有机阴离子有毒氯酚盐物质的检测。随着研究的深入，多项技术有望得到开发，可通过研制实验室样机实现真实样本中有毒阴离子的光化学比色检测，并最终投入使用。