成果名称: 环境分析化学
完成单位: 中山大学
主要人员: 欧阳钢锋
介绍:

    ①课题来源与背景 “环境分析化学”是国家自然科学基金委国家杰出青年科学基金项目(2013年1月至2016年12月,项目编号21225731)。环境分析化学作为环境化学的重要分支,是进行环境污染、污染控制以及生态与健康效应等研究的基础。由于研究对象复杂,污染物含量极微,需要对分析样品中的污染物进行分离、富集。目前广泛采用的样品前处理技术如溶剂萃取等存在操作繁琐、使用有机溶剂造成二次污染等问题,简单快速、绿色环保的样品前处理技术已成为当今环境分析化学领域的研究热点。固相微萃取(SPME)是一种集采样、萃取、浓缩、进样于一体,简单方便、省时省力、不需溶剂的新型绿色环保样品前处理技术,在环境、食品、药物分析和法医鉴定等方面得到了广泛的应用。困扰SPME技术在环境分析领域更广泛应用的瓶颈在于:1、对痕量/超痕量有机污染物进行萃取分析的高灵敏探针的研制;2、在非平衡萃取和复杂基质条件下SPME采样分析技术的定量问题。

    ②研究目的与意义 1、针对痕量/超痕量有机污染物的萃取分析,研制一系列高灵敏的SPME探针; 2、研究复杂基质中的SPME采样动力学,解决SPME分析技术的定量问题。

     ③主要论点与论据 1、金属-有机框架化合物、介孔聚合物、微孔聚合物、聚合物纳米线、聚合物纳米球、有序介孔碳、单分散微孔碳球、官能化碳纳米管、官能化石墨烯、分等级空间构筑石墨烯等具有较高的比表面和孔隙率,且可修饰多种官能团。这些材料具备发展成新型固相微萃取探针的潜力,以用于苯系物、多环芳烃和有机氯等多种污染物的高灵敏检测。 2、有机污染物在动植物体内的富集和消除动力学受到广泛关注,然而传统的测定方法需要消耗大量的动植物样品,过程繁琐且成本较高,发展基于固相微萃取活体采样技术有机污染物富集、消除过程的跟踪研究方法,能够简化有机污染物的富集特性的研究流程并降低其成本。 3、在复杂样品基质中的固相微萃取采样动力学的研究方面,样品基质的“运输作用”模型有待完善,而半固体样品基质与液体、气体样品基质中固相微萃取采样动力学的差异也未得到关注。

    ④创见与创新 1、研制了系列基于金属-有机框架化合物、多孔炭材料和介孔聚合物等多种微、纳结构材料的新型SPME探针,探讨了官能团、空间结构等对探针萃取性能的影响,实现了对水体中多种有机污染物的高灵敏检测分析。 2、发展了SPME活体采样技术,实现了动植物活体中多种有机污染物的快速检测,跟踪监测了污染物在动植物活体内的富集和消除过程,并研究了污染物的生物富集和消除特性。 3、深入研究了复杂样品基质中的SPME采样动力学过程,并建立了相关数学模型用于解释基质组成对采样动力学的影响,从而发展了SPME定量校正理论。

    ⑤社会经济效益,存在的问题 项目研究成果在Angew. Chem.、Chem. Sci.、Environ. Sci. Technol.、Anal. Chem.等国际高水平期刊上共发表SCI论文60余篇,他引1200余篇次,得到了国内外同行专家的高度评价。项目执行期间,项目主持人欧阳钢锋教授应邀担任了Trends Anal. Chem.副主编,Sci. Rep.、《环境化学》、《环境科学》和《分析化学》等杂志编委,担任中国化学会环境化学专业委员会委员和中国环境科学学会环境化学分会委员。同时,欧阳钢锋教授获得国家自然科学基金重大仪器项目1项(21527813)、国家自然科学基金重点项目1项(21737006),国家自然科学基金面上项目1项(21477166)。 此外,主办/承办了四个国内、国际会议:(1)主办第十七届先进萃取技术国际研讨会(2015年);(2)主办首届广东省环境化学研讨会(2015年);(3)主办第五届固相微萃取技术中国研讨会(2013年);(4)承办国家自然科学基金委环境化学战略研讨会(2016年)。 欧阳钢锋教授团队培养了博士后3名(1人为加拿大Waterloo大学毕业的海归博士、1人为印度来华的外籍博士)、博士和硕士研究生23人(其中1人获北京大学唐孝炎环境科学创新奖一等奖、1人获“博新计划”资助)。 前期的研究多针对传统的有机污染物,而新近广受关注的新型有机污染物在环境中的分布、迁移和转化情况则被研究的较少,新型有机污染物的高灵敏SPME分析方法的开发是有待进一步研究的问题。

     ⑥历年获奖情况 项目执行期间,项目主持人欧阳钢锋教授当选为英国皇家化学会会士、国家“万人计划”创新领军人才、科技部中青年科技创新领军人才和广东省“珠江学者”特聘教授。

批准登记号:
登记日期: 2019-08-15
研究起止时间: 2013-01-01至2016-12-31
所属行业: 科学研究和技术服务业
所属高新技术类别:
评价单位名称: 国家自然科学基金委员会
评价日期: 2019-04-20