天然水体重金属和过渡金属污染状况原位快速勘察技术研究

针对中国目前水体污染较为严重的现状，拟利用现代有机合成与分析科学交叉领域的成就，利用可切断活性键和保护-脱保护基团机理，通过系统地研究各种光学基团、淬灭基团的光学性能，结合理论分析，优化设计并制备出适于天然水体不同种类重金属和过渡金属离子检测的新型光学试剂，达到水溶性良好、选择性优良的目的。在此基础上，开发各种简便实用、能实现原位、快速检测的新方法和设备（如检测试剂盒和试纸），以实现对天然水体重金属和过渡金属污染状况原位、快速勘察的目标。该项目包含着一系列新颖的构思，虽涉及面广但针对性强、目标明确。本项目的实施将为天然水体重金属和过渡金属污染状况原位、快速勘察提供关键技术。

利用可切断活性键原理，设计合成了一种新型光学传感器—N-(2,4-二硝基苯基)-罗丹明B酰肼（DNPRH）。该传感器本身无颜色和荧光，但可以选择性的与Cu2+离子发生显色和荧光打开反应，由无色的物质生成光学性能优良的体系，大大提高了对Cu2+离子的检测灵敏度和选择性。环境中常见离子（K+、Na+、Ag+、Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Pb2+、Zn2+、Hg2+、Cd2+、Cr3+和Ni2+等）对Cu2+的测定几乎没有干扰。研究表明：Cu2+吸光检测灵敏度为7.3×10-9 M，线性范围为1～10 μM。Cu2+荧光检测灵敏度为1 .1×10-9 μM，线性范围为5～12 μM。对传感器分子对Cu2+响应的机理进行了探讨。