双通道光染料:光颜色依赖于微塑料和选择性聚氨的视觉检测
Hyejin Nam1, Dongkyun Gil1, Jae Jun Lee1
1Department of Fine Chem., Seoul National Univ. of Sci. and Tech. (SNUT), Seoul 01811, Republic of Korea.
The Science of the total environment
|December 14, 2023
概括
一种新的双通道光染料,DPC,可以在蓝色通道中可视检测八种微塑料类型,在绿色通道中可选择性检测聚氨. 这种染料为环境微塑料监测提供了一个有前途的工具.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 分析化学 分析化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 微塑料污染对环境构成重大威胁,需要敏感和选择性的检测方法.
- 目前用于识别微塑料的方法往往缺乏效率和选择性,特别是在复杂的环境矩阵中.
- 光染料具有快速视觉检测的潜力,但用于广泛和选择性识别的双通道功能有限.
研究的目的:
- 开发和描述一种新型的双通道光染料, (E) -N'-(4-(diphenylamino) -benzylidene) -pyrazine-2-carbohydrazide (DPC).
- 评估DPC在视觉检测和区分八种常见的微塑料类型 (HDPE,MDPE,LDPE,PET,PU,PVC,PS和PP) 的有效性.
- 通过使用DPC独特的光特性,实现聚氨 (PU) 微塑料的选择性检测.
主要方法:
- 光谱分析 (UV-Vis,光) 和密度功能理论 (DFT) 计算,以了解DPC的光物理特性 (ICT和AIE).
- 用DPC对8种微塑料类型和各种水溶液中的非塑料材料进行着着色实验.
- 优化DPC染色参数 (度,时间) 和环境因素 (温度,pH,盐度) 的评估.
- 使用乙醇处理验证选择性PU检测并最大限度地减少假阳性.
主要成果:
- DPC表现出分子内电荷转移 (ICT) 和聚合诱导发射 (AIE) 特性,通过光谱数据和DFT计算得到证实.
- DPC有效地染色了8种微塑料类型,发出蓝色光,并选择性地用绿色光染色聚氨 (PU).
- 染色得到了优化,DPC表现出对温度,pH和盐度的变化具有强度.
- 即使在混合的微塑料环境中也可以实现选择性PU检测,通过乙醇处理减少了假阳性.
结论:
- DPC是第一种能够同时染色八种微塑料类型 (蓝色通道) 和选择性检测PU (绿色通道) 的光染料.
- 染料的双通道光和选择性使其成为视觉微塑料识别的强大工具.
- DPC显示了在微塑料污染的现实环境监测中应用的巨大潜力.
