人工纳米富勒在不同水体中的稳定性研究(2)
2.4不同自然水体对富勒烯纳米颗粒沉降的影响6
3 讨论 7
3.1主要结论7
3.2不足与展望7
致谢…8
参考文献8
人工纳米富勒在不同水体中的稳定性研究
引言
人工纳米材料(Engineering Nano Materials,ENMs)因具有优越的磁性、导电性、光学性质等被广泛应用于微电子学、催化、燃料电池、材料科学、生物技术和医药等领域[1]。近十多年来，人工纳米材料的合成与应用取得了重大突破，常见的人工纳米材料有纳米银、富勒烯（Fullerene）、碳纳米管、氧化锌、二氧化硅和二氧化钛等[2]；并且，总产量逐年增长，仅美国每年主要的人工纳米材料总产量就达7900-39000吨[3]。随着人工纳米材料在工业、生活、医疗等各领域中的广泛应用,其环境暴露已不可避免。由于纳米材料生物可给性决定了其环境危害与人体健康风险,因此近年来这方面的研究已成为环境科学领域关注的热点[4]。
1985年Kroto等[5]首次用气相生长法制备出C60晶体。因其分子结构为60个碳原子对称地排布在一个截角正20面体的顶角处,组成足球状或笼状结构，故以首次设计20面体薄壳结构的建筑学家Buckminsterfullerence的名字命名为富勒烯(Fullerene)或布基球(Buckball)[6] ,其晶体结构以C60分子为格点,按面心立方结构堆积而成的[7]。1990年krätshmer等[8]用惰性气氛下石墨弧放电法生产出数以克计的纯净富勒烯材料，从而引起材料科学家的普遍关注,在结构与性能、生产与应用等方面进行了大量有成效的研究,促进了富勒烯生产技术的发展。
以C60为代表的富勒烯家族的发现无疑是世界科学发展史上一个巨大的里程碑。自上世纪90年代开始，大量著名的研究所和高等学府的科学家们都对富勒烯进行了相关的研究，这些研究涉及物理学、化学以及材料科学的各个领域，同时对生物学、医学、天文学以及地质学等也产生了巨大冲击[9]。
然而，近年来研究发现，富勒烯及其水溶性衍生物能够与生物体作用而产生相应的毒性效应，这引起了学者和政府的关注[10]。目前已有关于自然土壤、水体、沉积物等环境个体中富勒烯的研究发表。人们已在污水处理厂出水、土壤、河流水、沉积物等样品中检测到了富勒烯[11-13]。已有研究证明，富勒烯进入水环境后,在水体有机质的作用下具有较好的分散性和稳定性,其本身及其衍生物对水生生物均造成潜在危害,具有生物毒性 [10，14-15]；同时，富勒烯还能通过损伤DNA与破坏细胞结构等，对细菌、鱼类和植物体产生毒害作用[16-18]。此外，从生产源头而言，富勒烯很可能通过直接的皮肤吸收或口腔摄食暴露于生产工人[19]。在富勒烯消费品生产、运输、储存和消费过程中，溢出的富勒烯对空气和水环境也容易造成污染，威胁人类健康。总之，富勒烯存在一定的生态毒性效应。可喜的是，经过一定的物化条件，富勒烯可在水体中形成稳定的分散液，且富勒烯的环境毒性与其稳定性密切相关[10,14]。富勒烯在水体中的团聚、分散和沉降等决定了富勒烯在水体的稳定性，是富勒烯环境行为的研究热点。
本课题就是旨在探究富勒烯在自然湖泊水体中的稳定性，同时考察其它环境条件如溶液pH、温度、离子浓度等对富勒烯稳定性的影响，以我国典型不同营养条件下湖泊水体为研究对象，研究富勒烯在不同自然湖泊水体中的团聚、分散及沉降等特征，综合探究其在自然湖泊水体中的稳定性机制以缓解富勒烯的生态毒性效应。
1 材料与方法
1．1 化学试剂和仪器
滤膜（0.45µm）、高效液相色谱仪、透射电子显微镜、紫外分光光度计、马尔文激光粒度仪、离心机、ICP-MS
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