获奖项目简介
2021年CAIA奖一等奖:水体典型污染物高效微富集及灵敏传感检测技术与原理
完成单位:1.中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室;2.北京市环境保护科学研究院
完 成 人:周庆祥,刘永丽,武亚林,仝亚艳,盛雪莹,孙一,李双莹,白画画,郭靖涵,周博瑶
成果简介:
水体典型污染物高效微富集及灵敏传感检测技术与原理属环境科学领域。有机典型有机污染物及重金属离子通过多种途径进入到环境水体中,对水质安全及人体健康构成了重要影响。本研究成果紧扣“双碳”战略及绿色发展的理念,将磁性材料的高分离性能与树枝状聚合物的多端基官能团特性有机结合,建立了环境水样中痕量镉离子和汞离子、酞酸酯类污染物、有机氯杀虫剂等的分析新方法;将多壁碳纳米管、巯基苯甲酸、氧化石墨烯等功能化修饰到磁性聚酰胺-胺、聚丙烯亚胺树枝状聚合物端基,实现了杂环芳烃、多环芳烃、多氯联苯的灵敏检测;将纳米零价铁引入环境分析领域,采用多巴胺、还原氧化石墨烯、热敏性聚合物等进行功能化,实现了三硝基甲苯及烷基酚的高效富集,建立了苏丹红染料、双酚A、对二苯酚、酚等污染物的灵敏检测新方法;采用纳米新星“碳点”构建了系列基于内滤效应等原理的荧光传感器,实现了简单、快速、灵敏检测重金属离子、苯并芘、对氨基偶氮苯、磺胺噻唑等的灵敏痕量检测;将新型纳米材料引入到水体典型污染物的痕量分析,设计构筑了系列高效的微富集技术,研究成果均发表在国际重要学术期刊,获得了同行们的高度关注与好评。
创新点及科学价值:
将磁性材料的高分离性能与树枝状聚合物的多端基官能团、特异性功能化吸附剂材料修饰相结合开发了高效微萃取技术;功能化修饰纳米零价铁材料与高效分离技术有机结合构筑了系列灵敏检测典型污染物富集检测新方法;采用环境友好的纳米碳点构建了多种典型污染物的荧光传感器。开发的系列富集与检测技术二次污染少、灵敏、高效、易于操作,为环境等领域的相关应用提供了良好的技术支撑。
社会经济效益:
本研究成果基于功能化修饰的磁性纳米材料开发的富集技术思路新、环境友好、富集倍数高、操作简单、方法灵敏度高,研发的传感器检测技术及高效微富集技术为水体中典型环境污染物的监控储备了可靠的重要技术手段,也可以用作日常分析的例行技术平台,推广应用后将会实现显著的社会、经济、环境效益。
应用前景:
本研究成果开发的系列磁性微富集与分离的新技术及荧光传感器灵敏度高、对工作人员要求低、成本低、易于推广,我们的研究成果在发表后的短期内即获得了广泛的关注。研究成果在灵敏度、实际样品分析等方面均有比较好的优势,与现有多数方法相比,具有比较明显的优点,开发的系列微富集技术及传感技术,为环境监测部门监控痕量污染物提供了强有力的技术支撑,我们的研究成果具有广阔的应用前景,同时也为其他相关环境污染物的监控新技术与新方法的开发提供了良好的理论及技术参考。