對位取代苯酚化合物氧化縮合後螢光強度探討及大氣中臭氧濃度之監測應用研究

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鄧智文(Chih-Wen Teng) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學工程與材料工程學系

論文名稱

對位取代苯酚化合物氧化縮合後螢光強度探討及大氣中臭氧濃度之監測應用研究

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摘要(中)

大氣中臭氧濃度對於生態環境具有相當之影響性，其濃度高低之測定只有藉昂貴之監測儀器。對於全面性多點之臭氧濃度監測便無法使用，因此池浦太莊開發簡易分子擴散捕集器，利用分子擴散之原理且不需動力之優點來進行臭氧濃度監測。以分子擴散捕集器監測大氣中臭氧濃度，使用對位乙醯胺基苯酚為捕集反應液，其螢光強度大小與監測站測得之臭氧濃度比對，以瞭解大氣環境中各地點的臭氧濃度。由於此法微受大氣環境條件改變之影響，且無明確數據示知螢光強度與臭氧濃度間之相關性，故以洗滌吸收法之採樣方式，以及提升監測臭氧之敏感值之前提下改變反應液成分兩方面進行研究。
以分子擴散捕集法與洗滌吸收法比較其準確性，因分子擴散捕集法只能對大氣中臭氧濃度定性，而洗滌吸收法吸收一定體積之氣體與對位乙醯胺基苯酚液作用後，所產生之螢光強度和監測站提供之臭氧濃度監測值整理後，可得下列實驗關係式，由螢光強度之測定以推算大氣中臭氧濃度，達到對臭氧濃度定量的目的。
無螢光性單分子之對位乙醯胺基苯酚或對位羥基苯乙酸，於硼酸或碳氫酸鉀緩衝液中，與氧化劑(赤血鹽或臭氧)作用為螢光性雙分子，探討反應後溶液之螢光強度及加入二甲基甲醯胺後螢光強度之變化，作為分析大氣中臭氧濃度測定依據，其中以對位乙醯胺基苯酚作為測大氣中臭氧濃度之最佳反應劑。

摘要(英)

Taisoh IKEURA developed a diffusive simple sampler to sample ozone in atmosphere. The equipment was used to illustrate the atmospheric ozone concentration through measuring the fluorescent intensity of p-Acetamidophenol (p-AAP) solution after sampling. The results of this method correspond to the variation of atmospheric conditions. The relative relationship between the fluorescent intensity measured by diffusive simple sampler and atmospheric ozone concentration could not be directly shown.
In this study, by utilizing the micro-bubble impinger improved from gas sampling impinger, the fluorescent intensity transformed from the oxidative dimerzation of the fixed amount of air gathered and p-AAP solution, and the concentration of ozone from the atmospheres monitor station acquired at the same time, an equation can be formed as follows. A more specific concentration of ozone can be acquired through fluorescent intensity.
After the oxidative dimerization that added oxidants(hydrogen peroxide, potassium ferricyanide or ozone) to the p-hydroxyphenol compounds (p-Acetamidophenol(p-AAP) and p-Hydroxyphenylacetic acid (p-HPAA)) of non-fluorescent monomers in the buffer solution to form flourescent dimmers, use the variation of the fluorescent intensity before and after the addition of DMF solvent as the index of the atmospheric ozone concentration. It is observed that p-AAP solution is the best substrate to determine the atmospheric ozone concentration.

關鍵字(中)

★ 對位羥基苯乙酸
★ 螢光
★ 對位乙醯胺基苯酚
★ 簡易分子擴散捕集器
★ 臭氧
★ 雙分子
★ 二甲基甲醯胺

關鍵字(英)

★ p-Hydroxyphenylacetic acid
★ fluorescent
★ p-Acetamidophenol
★ a diffusive simple sampler
★ ozone
★ dimmer
★ DMF

論文目次

中文摘要-------------------------------------------------Ⅰ
英文摘要-------------------------------------------------Ⅲ
目錄-----------------------------------------------------Ⅳ
圖目錄---------------------------------------------------Ⅶ
表目錄---------------------------------------------------Ⅸ
第一章緒論-----------------------------------------------1
第二章文獻回顧與研究目的---------------------------------4
2-1 臭氧簡介----------------------------------------------4
2-1-1 臭氧的歷史------------------------------------------4
2-1-2 臭氧的性質------------------------------------------4
2-1-3大氣中臭氧的形成-------------------------------------5
2-1-4 臭氧對人的影響--------------------------------------6
2-2臭氧對無螢光單分子氧化成螢光性雙分子-------------------7
2-3螢光光度法--------------------------------------------11
2-4研究動機與目的----------------------------------------12
2-5研究方法與流程----------------------------------------13
2-6臭氧採樣方式------------------------------------------15
2-6-1分子擴散捕集法--------------------------------------15
2-6-1-1由來----------------------------------------------15
2-6-1-2特點----------------------------------------------15
2-6-2洗滌吸收法------------------------------------------15
2-6-2-1由來----------------------------------------------15
2-6-2-2特點----------------------------------------------16
第三章實驗部分------------------------------------------17
3-1實驗藥品與試劑----------------------------------------17
3-1-1實驗藥品--------------------------------------------17
3-1-2實驗試劑--------------------------------------------18
3-2實驗儀器----------------------------------------------19
3-3捕集臭氧設備------------------------------------------20
3-4測定大氣中臭氧濃度------------------------------------22
3-4-1操作流程--------------------------------------------22
3-4-1-1分子擴散捕集法------------------------------------22
3-4-1-2洗滌吸收法----------------------------------------22
3-4-2洗滌吸收法之注意事項--------------------------------23
3-4-2-1吸收管之種類--------------------------------------23
3-4-2-2採樣幫浦之流量------------------------------------24
3-4-2-3採樣時間之影響------------------------------------25
3-4-3數據整理--------------------------------------------25
3-5洗滌吸收法之關係實驗式--------------------------------28
第四章結果與討論----------------------------------------33
4-1對位取代苯酚化合物與氧化劑作用後之螢光強度測試--------33
4-1-1螢光測定之條件及限制--------------------------------33
4-2過氧化氫氧化效應--------------------------------------35
4-2-1對位羥基苯乙酸在碳氫酸鉀緩衝液中與過氧化氫作用------35
4-2-2對位乙醯苯酚或對位羥基苯乙酸在硼酸緩衝液中與過氧化氫
作用------------------------------------------------38
4-3赤血鹽之氧化效應--------------------------------------40
4-3-1 對位羥基苯乙酸在碳氫酸鉀緩衝液中與赤血鹽作用-------40
4-3-2對位乙醯胺基苯酚或對位羥基苯乙酸在硼酸緩衝液中與赤血
鹽作用---------------------------------------------------42
4-3-2-1對位羥基苯乙酸在硼酸緩衝液中與赤血鹽作用----------42
4-3-2-2對位乙醯胺基苯酚或對位羥基苯乙酸在硼酸緩衝液中與赤
血鹽作用-------------------------------------------------43
4-3-3赤血鹽濃度與螢光強度關係----------------------------46
4-3-4溶劑之螢光增強效應----------------------------------48
4-3-5 DMF之螢光增強效應----------------------------------50
4-4臭氧之氧化效應----------------------------------------52
4-5螢光性雙分子之螢光性質探討----------------------------56
4-5-1對位乙醯胺基苯酚雙分子之製備------------------------56
4-5-2 DDAP溶液螢光強度與紫外光吸收度之關係---------------59
4-5-3 DMF對DDAP水溶液之螢光增強效應----------------------61
4-5-4 不同溶劑之DDAP溶液---------------------------------63
4-5-5 p-AAP氧化縮合為DDAP之反應率------------------------65
4-5-6 DDAP與氧化劑作用-----------------------------------68
4-5-6-1赤血鹽--------------------------------------------68
4-5-6-2空氣中的臭氧--------------------------------------70
第五章、結論與建議---------------------------------------71
5-1結論------------------------------------------------71
5-2建議------------------------------------------------73
第六章、參考文獻-----------------------------------------74

參考文獻

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指導教授

郭坤土(Kung-Tu Kuo)

審核日期

2000-7-4

推文