[00145571]表面修饰二氧化钛基纳米材料在环境与食品安全分析样品前处理中的应用基础研究

应用“化学吸附+软调控”法表面修饰Fe3O4@SiO2@TiO2磁性纳米粒子,即利用水杨酸衍生物的羧基、酚羟基（双基团）同时与TiO2表面羟基发生类酯化反应（化学吸附）,形成六元环结构,保证表面修饰在复杂样品体系及吸附、洗脱、光催化过程中的稳定性;据路易斯酸碱理论,调控水杨酸衍生基团,调控表面修饰剂用量,从而调控磁性纳米粒子表层链接的亲水和疏水基团性质和数量,（1）提高对吸附或光催化底物（含微量元素）的广谱性或选择性;（2）改善分散性;（3）增强对底物亲合力,突破非均相吸附和光催化瓶颈（底物在纳米粒子表面覆盖率低）,增加富集倍数,加大光降解速率;（4）扩展催化剂光响应范围至可见光区;（5）提升光氧化或光还原活性;（6）磁分离,去除基体干扰,回收吸附剂和光催化剂。 主要研究成果有： 1．构建“双基团-环状”纳米材料表面自组装新方法。水杨酸及其衍生物的双基团（羧基、酚羟基）同时与纳米材料表面羟基键合,形成具六元环结构的配合物,保证表面修饰在复杂样品体系及吸附、洗脱、光催化过程中的稳定性。 2．表面修饰二氧化钛基纳米材料兼具有机-无机杂化材料特性、亲水性和疏水性,分散性好,不易团聚;可调控水杨酸衍生基团、表面修饰程度,从而调控表层亲水和疏水基团性质和数量,实现吸附及光催化底物的广谱性和选择性;扩展纳米材料光响应范围至可见光区,表面连结苯环等疏水基团,改善有机污染物与非均相无机纳米材料亲合力,提升扩散速度（速率控制性步骤）,提高可见光催化降解性能。 3．创新纳米材料的应用功能,同时作为薄层或纸色谱固定相（或负载型固体吸附剂）、光催化剂、显色探针,整合色谱分离技术、可见光光催化技术、显色定量方法三者优势,集成为智能化、具有自主知识产权的水质全分析系统,填补国内外研究空白,开辟薄层色谱和纸色谱应用新领域。 4．首次揭示纳米材料对气态基态原子的选择性吸附性能,研制出新型原子化器（纳米氧化物涂层石英管）,首次将原子捕集与在线分离、预富集联合,提高灵敏度,扩展线性范围,去除光谱干扰,改善火焰和蒸汽发生原子吸收分光计应用性能。