石墨相氮化碳(g-C3N4)荧光纳米材料具有原料便宜、 制备容易、 荧光量子产率高、 光学稳定性好、 毒性低等优点, 并且避免有机荧光染料复杂的合成步骤或者金属半导体量子点对环境潜在的危害, 这些优点使得g-C3N4纳米材料成为新兴的荧光探针用于检测金属离子。 最近, 已有文献报道重金属汞离子能够高灵敏高选择性地猝灭g-C3N4量子点的荧光, 加入碘离子能够提取被键合的汞离子形成碘化汞(HgI2)进而恢复g-C3N4量子点的荧光, 从而建立一种高灵敏检测碘离子的荧光传感器。 然而, 该方法依然需要重金属汞离子的参与, 限制了该方法的推广应用。 通过硝酸氧化块体g-C3N4并结合水热法处理制备了一种水溶性好、 荧光强度高的g-C3N4量子点。 该量子点的荧光发射波长位于368 nm, 且其荧光发射波长不随激发波长的改变而改变, 表明该量子点的尺寸比较均一。 笔者发现碘离子在220 nm处有一个较强的吸收峰, 与该量子点的激发光谱(中心波长245 nm)具有较大的重叠, 从而产生内滤效应引起该量子点的荧光发生猝灭。 利用这一性质, 构建了一种选择性检测碘离子的新型荧光传感器。 在最优检测条件下, g-C3N4量子点的荧光猝灭强度(ΔF)与碘离子浓度(X, μmol·L-1)在10～400 μmol·L-1之间具有良好的线性关系, 线性方程为ΔF=0.325 79X+6.039 05(R2=0.999 5), 检出限为5.0 μmol·L-1。 通过“混合即检测”并且不需要借助与重金属离子的配位作用就能够检测碘离子, 因此该方法具有快速、 环保以及操作简便等优点。

针对水中存在碘离子、溴离子等干扰物时硝酸根浓度的测定问题,本论文将最小二乘支持向量回归机应用于混合溶液的光谱数据分析并建立起硝酸根、碘离子和溴离子含量的预测模型.实验结果表明:经过本文算法训练后的模型可以较准确的预测混合溶液中硝酸根的含量,基本消除了碘离子、溴离子对测定的干扰.本方法与传统方法相比较,无需化学和物理方法分离,精度高,速度快,适用于水质在线监测系统中对硝酸根含量的测定.

样品中I-被溴水氧化成IO-3, 用甲酸除去多余的溴水, 在磷酸介质中IO-3与过量的I-生成I-3; 样品中的IO-3在磷酸介质中直接与加入的过量 I-生成I-3, I-3在350和288 nm具有强吸收, 且吸光度与I-3的浓度在一定的范围内具有线性关系。 通过测定样品氧化前后的吸光度分别得到样品中I-和IO-3总量以及IO-3的量, 差减法得到I-的量, 建立了自身紫外光谱法快速方便地测定卤水和海产品中的I和IO-3。 讨论了溴水、 甲酸、 磷酸和碘化钾的加入量以及光照、 反应时间、 反应温度对测定的影响, 优化试剂条件是: 对测定I-的体系, 加入3% 溴水溶液2滴, 10%甲酸溶液0.5 mL, 20%磷酸溶液4 mL, 100 g·L-1 KI溶液1 mL; 对测定IO-3的体系, 加入20%磷酸溶液0.2 mL, 100 g·L-1 KI溶液1 mL。 室温避光条件下反应30 min测定体系吸光度。 在优化条件下, I和IO-3的浓度分别在0～1.2 mg ·L-1与0～1.5 mg ·L-1的范围内符合朗伯-比尔定律。 对样品空白平行测定12次, 得到I-和IO-3的检出限分别是1.54和14.8 μg·L-1。 对0.8 mg·L-1的I和IO-3平行测定12次, 相对标准偏差分别是0.097%和0.067%。 用建立的方法直接测定了扎布耶卤水、 洪峰地下卤水中的I-和IO-3, 并且采用碱式消解测定了海带、 紫菜、 海白菜中I-和IO-3, 同时进行了样品加标回收实验, I-和IO-3回收率均在80%～120%之间, 测定结果符合分析化学检测要求。