硫酸根自由基介导的芳环羟基化反应用于高灵敏荧光检测过一硫酸盐

近年来，环境污染问题引起人们越来越多的关注，而基于过一硫酸盐（PMS）的高级氧化工艺也随之成为科学研究的热点。PMS经过加热、紫外辐照、超声或催化等方式活化之后，可以产生强氧化性的硫酸根自由基（SO₄^•−，氧化电位为2.5−3.1 V），从而对水中的有机污染物进行高效去除。除此之外，PMS本身还被广泛应用于有机合成、纸浆漂白和泳池消毒等诸多领域。

随着PMS相关技术的快速发展及其在上述领域的广泛应用，发展一种简单、快速、灵敏的分析方法，以实现其在氧化过程中残留浓度的精确测量及其释放到天然水体之后的痕量检测，显得尤为重要。但是，传统的PMS测试方法，例如热量滴定法、化学发光法和紫外-可见分光光度法等，难以同时实现复杂水环境中PMS的特异性识别及其高灵敏度测定。最近，中国科学技术大学俞汉青（点击查看介绍）课题组发展了一种用于PMS分析的分子荧光光谱法，该方法具有高灵敏度和较好的抗干扰性能，为未来实际水环境中PMS的特异性识别及其定量分析提供了新的选择。

该研究基于硫酸根自由基介导的芳环羟基化反应，采用苯甲酸作为探针分子，使用微量Co²⁺活化PMS产生硫酸根自由基，从而引发苯甲酸羟基化产生具有强荧光性质的产物（即水杨酸）。基于产物荧光强度与PMS浓度之间良好的线性关系，该研究首次提出了一种用于PMS检测的荧光分析方法。

相比之前报道的其他方法，该方法具有以下优点：1）选择性强，可在H₂O₂、PDS和PMS混合溶液中特异性识别PMS；2）灵敏度高，该方法检出限低达10 nM，是目前报道的所有PMS分析方法中的最低值；3）对实际水环境中常见的无机离子和有机质有良好的抗干扰能力。4）对自来水、巢湖水、城市废水处理厂出水等水样的加标回收分析以及对基于PMS的池塘生态修复工程实际水样的测试结果均表明该方法具有很好的准确性和实用性。

这一成果近期发表在Analytical Chemistry上，文章的第一作者是中国科学技术大学的博士研究生黄贵祥和本科生司锦彦，通讯作者为俞汉青教授。

该论文作者为：Gui-Xiang Huang†, Jin-Yan Si†, Chen Qian, Wei-Kang Wang, Shu-Chuan Mei, Chu-Ya Wang, Han-Qing Yu*

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Ultrasensitive Fluorescence Detection of Peroxymonosulfate Based on a Sulfate Radical-Mediated Aromatic Hydroxylation

Anal. Chem., 2018, 90, 14439, DOI: 10.1021/acs.analchem.8b04047

导师介绍

俞汉青

https://www.x-mol.com/university/faculty/14793