本文關(guān)鍵詞：碳基熒光材料的制備、發(fā)光機理及水相應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《河南師范大學(xué)》 2015年

雜原子共摻雜碳點的制備及其在金屬離子檢測中的應(yīng)用

徐攀攀  

【摘要】：碳點是一類粒徑一般小于10 nm的新型碳材料。它具有優(yōu)異的光學(xué)性能,可調(diào)的激發(fā)和發(fā)射行為,較高的熒光穩(wěn)定性,較低的毒性和良好的生物相容性,在越來越多的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用,逐漸成為納米碳材料中的一顆新星。目前,人們致力于探索制備高量子產(chǎn)率碳點的方法。離子液體一般都含有較大體積的有機含氮陽離子,既可以作為含碳的原料,也可以作為含氮的原料,是合成氮摻雜碳點的一種理想的前驅(qū)體�；诖�,本文對離子液體在共摻雜碳點的制備方面進行了初步探索。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新如下:1.利用濃硫酸碳化1-丁基-3-甲基咪唑2-氨-3-巰基丙酸鹽([C4mim][Cys])離子液體,制備了氮/硫共摻雜碳點(N/S-CDs)。利用紫外-可見吸收光譜、熒光光譜研究了碳點的光學(xué)性能。所制備的N/S-CDs具有較好的水溶性,較高的抗光漂白性和依賴激發(fā)波長變化的熒光發(fā)射行為。N/S-CDs中摻雜的硫元素以兩種形式存在:噻吩硫和硫的氧化物。前者來自于前驅(qū)體[C4mim][Cys],后者來自于硫酸。此外,用所制備的碳點作為熒光探針,檢測了水溶液中的Cu2+,具有較好的回收率。2.利用水熱法處理[C4mim][Cys]離子液體和聚乙二醇PEG2000N制備了氮/硫共摻雜碳點(N/S-CDs)。實驗結(jié)果表明隨著反應(yīng)時間的延長,碳點的粒徑逐漸變小,從無定型轉(zhuǎn)變?yōu)橛芯徒Y(jié)構(gòu)的碳點,同時碳點的量子產(chǎn)率也隨之增大,高溫有利于高量子產(chǎn)率碳點的形成。制備過程中,加入的水的量對碳點的量子產(chǎn)率也有很大的影響。通過對比兩種碳點(N-CDs和N/S-CDs)的性能和結(jié)構(gòu),探究了摻雜的硫元素對碳點光學(xué)性能的影響。結(jié)果表明N/S-CDs中摻雜的硫元素協(xié)同氮共同促進了碳點量子產(chǎn)率的提高。此外,用所制備的N/S-CDs作為熒光探針,檢測了水溶液中的Hg2+,具有較高的選擇性和靈敏度。3.利用水熱法處理1-丁基-3-甲基咪唑溴([C4mim][Br])離子液體和聚乙二醇PEG2000N,制備了水溶性的、氮/溴共摻雜碳點(N/Br-CDs),建立了一種操作簡便、綠色環(huán)保的制備高量子產(chǎn)率碳點的新方法。所制備的碳點具有較高的抗光漂白性和依賴激發(fā)波長變化的熒光發(fā)射特性,同時還具有上轉(zhuǎn)換熒光性能。碳點的量子產(chǎn)率高達51.7%,明顯高于用同樣的方法處理[C4mim][Cys]離子液體所制備的碳點(N/S-CDs)的量子產(chǎn)率(13.71%)�？赡艿脑蚴堑�/溴共摻雜碳點中溴原子的引入,在某種程度上改變了碳點的表面結(jié)構(gòu)或者促進了發(fā)光基團的產(chǎn)生,表面修飾劑PEG的功能化修飾也起到了促進作用。該方法的建立為雜原子共摻雜的、高量子產(chǎn)率碳點的制備開辟了一條簡便、環(huán)境友好的合成路線。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ127.11
【目錄】：

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