空气中臭氧的共振瑞利散射光谱新方法研究

On one hand, absorbents will be investigated and the high efficient and selective ones will be selected to absorbed atmospheric ozone . Then, the componds which can reacted with the ozone absorber to form nanoscale association would be selected and relation between the RRS spectra and the ozone concentration would be study. The new RRS methods for atmospheric ozone will be established after the reaction conditions were optimized. On the other hand, small and stable metal nanoparticles will be prepared to react with ozone directly, and the RRS spectra of the nanoparticles-ozone system and nanocatalytic reaction would be studied. The new nanoreaction-based RRS methods for atmospheric ozone would be proposed and used to detect real samples. Reaction kinetics and reaction mechanism of the above determination reactions will be studied by some kinds of experimental methods such as RRS spectra, UV-Vis spectra and TEM.

一方面，探究高效、选择性好的吸收剂吸收气态臭氧；研究可与臭氧氧化产物进一步反应生成纳米微粒且其共振瑞利散射（RRS）效应灵敏的的纳米反应物；考察吸收剂、表面活性剂、纳米反应物、盐和pH值等对测定体系的影响，建立快速、简便、灵敏度高的测定臭氧的RRS新方法并用于大气和室内空气样品分析。另一方面，制备稳定、小粒径的金属纳米粒子，考察纳米微粒直接与臭氧反应的RRS光谱特性及纳米催化反应特性，优化分析条件，建立臭氧的RRS新方法，即利用臭氧直接与金属纳米粒子反应和纳米催化反应来发展臭氧的RRS光谱分析；利用RRS光谱、UV-Vis光谱和电镜等多种表征手段探索臭氧与吸收剂、吸收液与探针等反应的反应动力学及相关反应机理；考察其反应作用位点及影响因素，探索臭氧测定反应的理论依据。

本项目在臭氧的高效、高选择性吸收剂的筛选、分析体系优化、分析体系表征和机理探讨方面进行了较为系统和深入的研究：筛选了H3BO3-KI溶液（BKI）作为O3吸收剂，用透射电镜、荧光、共振散射光谱、吸收光谱等技术对分析体系进行了表征和探讨。根据反应产物与相关染料或有机物（如维多利亚蓝、十四烷基苄基二甲基氯化铵和吖啶红）结合后使体系的共振瑞利散射或荧光强度的规律变化现象，建立了测定臭氧的灵敏简便新方法。其中最灵敏的为BKI-吖啶红荧光新方法，其线性范围为0.08–53.3×10–6mol/L, 检出限为4×10–8mol/L。以上研究成果已分别在《Spectrochimica Acta Part A》（SCI）、《光谱学与光谱分析》（EI）和《Luminescence》（SCI）发表。. 此外在多种形状的金、银纳米胶体的绿色合成新方法、纳米微粒反应体系的光谱表征方面开展了较深入和系统的研究工作，创建了若干简便、绿色的制备稳定、具有高SERS活性、高RRS活性的金、银或合金胶体的新方法，筛选了相关的微粒反应体系、免疫反应体系，分别建立了荧光光度法、共振瑞利散射光谱（RRS）和表面增强拉曼光谱（SERS）测定臭氧、过氧化氢、铅离子、汞离子、人绒毛膜性腺激素（HCG）、糖类抗原CA125等环境污染物或生化指标的分析新方法。以上系列研究成果已分别在《Biosensors and Bioelectronics》（SCI一区）和《Scientific Reports》（SCI）和等发表。