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乙酰甲胺磷是广谱性的有机磷农药,作为高毒农药的第一替代品在农业生产中大量使用,并获得显著的经济效益。但近年乙酰甲胺磷及其代谢产物甲胺磷在环境中的残留对非靶向生物体的毒害屡见报道,已引起世人高度关注。目前乙酰甲胺磷的检测方法主要有GC、HPLC、毛细管电泳、GC-MS、HPLC-MS等,具有检出线低和灵敏度高等优势,但存在样品前处理复杂、设备投资高、溶剂用量大和耗时长等弊端,难以推广应用。因此开发乙酰甲胺磷快速分离/富集与分析检测一体化关键技术和方法势在必行。基于此,本文拟基于分子印迹技术,制备乙酰甲胺磷分子印迹电化学传感器和分子印迹聚合物(molecularly imprintedpolymer,MIP)微球分别用于分析检测与清除水体中的乙酰甲胺磷。主要研究内容如下: 1.乙酰甲胺磷印迹电化学传感器的研究及应用 (1)乙酰甲胺磷印迹电极的制备 本文以乙酰甲胺磷为模板分子,采用Guassian03软件筛选出邻苯二胺为功能单体。采用循环伏安法在玻碳电极表面修饰乙酰甲胺磷MIP膜,制备乙酰甲胺磷印迹电极。通过循环伏安扫描法、交流阻抗及扫描电镜对印迹电极进行表征,结果表明电极表面MIP膜中形成了与模板分子相匹配的印迹位点。 (2)乙酰甲胺磷分子印迹电化传感器的检测条件优化和应用 采用差示脉冲伏安法优化了印迹电极的模板洗脱时间、响应时间及测试液pH值分别为15min,10 min和5。乙酰甲胺磷在5.0×10-7~1.0×10-4 mol/L浓度范围内与印迹电极峰电流值呈线性关系,回归方程为Δip(μA)=36.891 c(mmol/L)+3.099,且检出限(LOD)和定量限(LOQ)分别为1.3×1.0-7 mol/L和4.5×1.0-7 mol/L。 2.乙酰甲胺磷MIP的制备及应用 (1)乙酰甲胺磷MIP聚合体系的优化 采用计算机模拟技术从21种功能单体、9种交联剂、7种致孔剂中筛选出甲基丙烯酸(MAA)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)、氯仿分别作为聚合体系的功能单体、交联剂和致孔剂。采用紫外光谱法分析了乙酰甲胺磷与功能单体的最佳摩尔比为1∶3。 (2)乙酰甲胺磷MIP的制备 以乙酰甲胺磷(0.5 mmol)为模板分子、MAA(1.5 mmol)为功能单体、EGDMA(7.5 mmol)为交联剂、氯仿(0.5 mL)为致孔剂,采用Pickering乳液聚合法制备了乙酰甲胺磷MIP颗粒;通过光学显微镜(SEM)、扫描电镜和红外光谱(FT-IR)考察了MIP的大小、表面形貌及其结构。 (3)乙酰甲胺磷MIP的应用 动力学研究表明,MIP对乙酰甲胺磷的吸附在3h之内达到吸附平衡。静态吸附实验表明,所制备的MIP颗粒对乙酰甲胺磷具有良好的亲和性和选择性,且其吸附等温线符合Langmuir吸附模型;Scatchard分析表明乙酰甲胺磷MIP中存在两类结合位点,离解常数Kd分别为1.629μg/mL和0.2391μg/mL,最大理论吸附量Qm分别为37.155μmol/g和21.398μmol/g;在实际样品的应用中,MIP对5种水样中的乙酰甲胺磷清除率皆大于90%,且再生实验表明,MIP颗粒可以重复使用。