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俄科学家发现利用改性纳米金刚石可快速检测水污染

发布日期:2019-11-11 作者: 点击:

俄科学家发现利用改性纳米金刚石可快速检测水污染

在含氧量不足的密闭室中引爆含碳爆炸物(例如,TNT炸药和黑索金的混合物)即可获得纳米金刚石。纳米金刚石颗粒的本质是表面覆盖了化学活性杂质的惰性金刚石核。爆炸后,表面碳原子的游离化学键与介质中的杂质(如,碳氢化合物碎片、金属原子)结合在一起,从而赋予了纳米金刚石化学活性。

研究人员对纳米金刚石颗粒表面进行了改性处理,金刚石微粉厂家获得了在水、有机溶剂、油等不同介质中均具有高胶体稳定性的纳米金刚石。如将去离子水加入改性纳米金刚石粉末中,则可形成溶液,溶液中的纳米颗粒可在数年内保持悬浮状态,而不会聚集或沉淀。

通过这种方式获得的改性纳米金刚石悬浮液可进行反复多次干燥,加水后,会再次获得原来的特性。此外,改性纳米金刚石在冻融、沸腾、高压灭菌后仍能保持胶体稳定性。研究人员指出,原有的纳米金刚石并不具备这种性质,即使通过能分散纳米颗粒的超声波长时间处理,也很难获得稳定的悬浮液。


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实验表明,改性纳米金刚石不易团聚,金刚石微粉厂家可作为化学反应中的催化剂。如果将其添加至用来检测氨基安替比林、过氧化氢、苯酚等酚类物质的混合试剂中,溶液会迅速变成鲜艳的深红色。根据得到的有色产物的量,通过光谱法可确定水样中苯酚浓度。研究人员发现,发生这种反应是由于纳米颗粒表面存在微量的铁离子和铜离子。

研究人员还对改性纳米金刚石颗粒是否可多次重复使用进行了实验。每次水样检测后,研究人员将纳米颗粒进行清洗并重新用于检测反应。实验证明,同一纳米金刚石样品可在苯酚检测中至少使用7次。

目前,研究人员正在开发新型指示剂,即用固定在基底上的金刚石纳米颗粒检测固体载体中的苯酚。新型指示剂在实际使用中将更为便捷。例如,将金刚石纳米颗粒棒浸入水样中,将反应产物的颜色与测试标尺进行比较,从而获得水样被苯酚污染的程度。


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