化工专业铜离子测定方法及检测毕业论文(编辑修改稿)

化工专业铜离子测定方法及检测毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

，为了确定荧光分析的最 佳工作条件，应考察以下的因素的影响 8 及其消除方法同时还必须准确测定待测组分的激发和发射光谱。 荧光物质的荧光光谱和荧光强度在不同的溶剂中会有很大的区别。 这种影响分为一般溶剂效应和特殊溶剂效应。 因此，在实验中，一定要选择合适的溶剂，并且该溶剂要有足够的纯度。 同时还要必须考虑到的是温度的影响。 通常，随着温度的降低，荧光物质溶液的荧光量子产率和荧光强度增大，事实上温度对荧光强度的影响是通过分子的内部能量转化作用。 因此实验中，一般将温度控制在 20~25℃范围内。 但反应速度较慢的情况下，可能要加热才能使反应完全。 溶 液的 pH 值改变将对荧光强度产生很大的影响。 大多数含有酸性或碱性基团的芳族化合物的荧光光谱，对于溶剂的 pH 氢键能力是非常敏感的。 溶液的 pH 改变将会影响到基态分子或激发态分子的酸碱性质。 对于金属离子与有机试剂形成的荧光络合物，溶液的 pH 值改变还会影响到络合物组成的改变。 不管哪种改变，最终都会导致到荧光光谱与荧光强度的改变。 （六） 分子结构与荧光的关系 1. 分子共扼体系大小对荧光的影响 在有机荧光试剂中，有机分子中具有发射荧光的基团称为荧光团 [5]。 荧光团必须含有共扼大∏键，当共轭∏键达到一定程度才会发射出荧 光，如苯、葱、蔡、菲、对苯二醒等基团。 芳香类碳氢化合物与直链的烯烃化合物相比，激发能向振动能的转换更难，因而荧光强度更大。 而对于具有强荧光的有机化合物和荧光试剂，仅有大的共扼体系还是不够的，分子的共辘体系必须具备共平面性并且还要有一定程度的刚性。 例如蔡和维生素 A都有五个共轭∏键，前者为平面结构，后者是非刚性结构，而蔡的荧光强度为维生素 A的五倍。 2. 取代基对荧光的影响 取代基效应是有机结构理论的重要组成部分，取代基的性质对荧光体的荧光特性和强度均有强烈的影响。 芳烃和杂环化合物的荧光光谱和荧光产率常随取代基而变， 取代基对荧光体的荧光强度、激发光谱、发射光谱和荧光效率的影响规律和机理，是人们甚为关注的领域，但到目前为止，我们对激发态分子的性质依旧了解不多，其影响规律大 9 多数是通过实验总结出来的。 （七） 荧光分子探针 1. 概述 荧光分子探针，是指在一定体系内，当被分析物或被分析体系的物理、化学性质发生变化时，该荧光分子的荧光信号能发生相应改变，从而通过荧光信号反映出被分析物或被分析体系的浓度、性质等信息 [6]。 金属离子荧光分子探针，则是指能和体系中存在的某种特定金属离子发生作用，并且通过荧光信号的变化反应出该种金属 离子的浓度信息的荧光分子探针 [7]。 按照金属离子荧光分子探针和相应金属离子之间发生的相互作用，可将其分为（ 1）金属离子诱导反应和（ 2）金属离子与探针分子发生络合等超分子作用两大类。 而后者又可以根据金属离子与探针分子作用前后荧光信号发生变化的机制不同，分为荧光团的（ 1）光致电子转移，（ 2）光致电荷转移，（ 3）荧光共振能量转移和（ 4）激基聚合物四类。 各种荧光分子探针自身的结构和组成也有不同，据此大致可分为（ 1）有机小分子探针，（ 2）生物大分子探针和（ 3）纳米材料探针三类。 二、 铜离子探针对铜离子含量的测定 （一） 引论 铜离子 (Cu2+)在浓度较高时，是一种有害的环境污染物，会对动植物造成毒害，当人体摄入大量的铜离子之后，极易对身体内的脏器造成负担，特别是肝和胆，当这两种器官出现问题后，维持人体内的新陈代谢就会出现紊乱，导致肝硬化、肝腹水甚至更为严重。 相反，铜离子在浓度适宜时，则是维持生命体正常生理功能的必须元素之一，如铜离子对人体大脑、心脏、造血、抵御癌症、抗衰老等方面都具有重要的作用。 缺乏铜离子将会导致脑细胞中的色素氧化酶减少、活力下降，从而使记忆衰退、思维紊乱；铜离子参与形成的氧化酶也是构成心脏血管的基质 胶原和弹性蛋白形成过程中必不可少的物质；人体造血也离不开需要铜离子合成的血浆铜蓝蛋白；另外，铜离子对癌细胞也有一定的抑制作用，一些含铜的金属硫蛋白、超氧化物歧化酶等具有较强的清扫此种代谢废物的功能，能够延缓衰老。 因此，准确分析测定样品中铜离子的含量对于监控环境质量、居民饮用水及食品安全、营养健康状态等非常重要。 我国的饮用水安全标准要求 10 饮用水中铜离子的含量必须不高于 1ppm。 目前常见的用于铜离子分析检测的仪器和方法主要包括离子色谱法、分光光度法、荧光光谱法和原子吸收 /发射光谱法、电化学方法等。 其中分子光谱法 （分光光度法、荧光光谱法）由于其所需仪器设备简单、分析迅速、产生的荧光信号用肉眼观测可非常方便实现半定量分析等特点，近年来越来越受到科学家们的广泛关注。 尽管目前有不少用于铜离子分析检测的荧光分子探针已见报道，但是由于铜离子的顺磁性，这些荧光分子探针大多是对铜离子产生荧光淬灭的响应。 考虑到灵敏度的因素，对铜离子产生荧光增强或变色响应的荧光分子探针的灵敏度更高，设计合成这一类的荧光分子探针将是更加具有应用前景和挑战性的工作。 另外，部分已见报道的荧光分子探针对铜离子的选择性不足，会受到铁、汞、钴、镍等离子的干扰， 仍有待通过探针分子的设计提高铜离子选择性。 （二） 实验部分 去离子水经过二次蒸馏后使用，已合成好的铜离子探针、乙腈、硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙、硝酸镁、氯化锰、硝酸铁、氯化亚铁、硝酸钴、硝酸镍、硝酸铅、硝酸镉、硝酸银、硝酸铜、硝酸锌、高氯酸汞、氢氧化钠、碳酸氢钠、醋酸钠、盐酸、醋酸均购自北京化学试剂公司，为分析纯。 HEPES 缓冲溶液（ 20 mM）的配制：在 500 mL 烧杯中加入 Hepes 和 200 mL去离子水，搅拌溶解后，在 pH 计监控下，缓慢加入 300mL 乙腈。