雜原子摻雜碳點(diǎn)的制備及其對(duì)金屬離子的傳感研究

發(fā)布時(shí)間：2020-10-18 07:52

　　碳點(diǎn)是一種尺寸小于10nm的近球形的新型零維碳納米粒子,作為碳納米家族的新星,因其具有毒性低、水溶性和生物相容性好、抗光漂白等特點(diǎn),而在生物成像、傳感、藥物攜帶等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。金屬污染嚴(yán)重威脅著環(huán)境安全和人類的健康,因此重金屬檢測(cè)技術(shù)的研究越來(lái)越受到重視。碳點(diǎn)熒光探針因碳量子點(diǎn)水溶性、光穩(wěn)定性良好,合成方法簡(jiǎn)單環(huán)保,毒性較低,且易于化學(xué)改性,在快速定性定量檢測(cè)水樣中重金屬離子方面具有極大的價(jià)值。本文以不同碳源和合成方法制備了性能優(yōu)良的熒光碳點(diǎn),構(gòu)建了兩種基于碳點(diǎn)的熒光傳感器,實(shí)現(xiàn)了對(duì)特定金屬離子的選擇性熒光檢測(cè)。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)以乙醇胺為碳源,離子液(1-羧乙基-3-甲基咪唑氯鹽)為修飾劑,熱解法制備了在紫外燈照射下發(fā)藍(lán)色熒光的摻氮碳點(diǎn)。TEM、XPS、TGA等表征結(jié)果說(shuō)明合成的碳點(diǎn)表面含有羥基、氨基等官能團(tuán),熒光碳量子點(diǎn)粒徑為7.8 nm,量子產(chǎn)率為17.93%,具有良好的水溶性�；贑r6+對(duì)碳點(diǎn)的熒光具有明顯的淬滅作用,設(shè)計(jì)了檢測(cè)Cr6+的熒光探針,碳點(diǎn)的熒光淬滅效率與Cr6+濃度在0.2-2μM 和2-40 μM范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,檢測(cè)限為0.018μM和0.25μM�？蓪�(shí)現(xiàn)對(duì)自來(lái)水中Cr6+的熒光檢測(cè),檢測(cè)范圍為0.2-2μM和 2-60μM,檢測(cè)限為 0.048μM和 0.40μM,再現(xiàn)率為 102.1%-106.0%。(2)采用葡萄糖酸為碳源,二硫代草酰胺為摻氮摻硫修飾劑,水熱法制備了在紫外燈照射下發(fā)藍(lán)色熒光的氮、硫共摻碳點(diǎn),并對(duì)其合成條件進(jìn)行了簡(jiǎn)單的優(yōu)化。采用多種表征手段分析了合成碳點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),證實(shí)了合成的碳點(diǎn)表面含有氨基、羥基等官能團(tuán),氮、硫共摻碳點(diǎn)粒徑在3.42 nm左右。該氮、硫共摻碳點(diǎn)在Hg2+和Pb2+存在的情況下發(fā)生熒光淬滅,Pb2+和P2O74-可生成極為穩(wěn)定的絡(luò)離子[Pb(P207)2]6-,因此用P2074-將Pb2+掩蔽后,可實(shí)現(xiàn)對(duì)Hg2+的選擇性熒光檢測(cè)。Hg2+在濃度為0-20μM范圍內(nèi)與碳點(diǎn)熒光淬滅效率呈現(xiàn)線性關(guān)系,檢測(cè)限為0.338 μM�？蓪�(duì)自來(lái)水中的Hg2+進(jìn)行檢測(cè),Hg2+濃度在0-50 μM范圍內(nèi)與碳點(diǎn)熒光淬滅效率呈現(xiàn)線性關(guān)系,檢測(cè)限為0.981μM。同理,用T將Hg2+掩蔽后可實(shí)現(xiàn)Pb2+的選擇性熒光檢測(cè)。Pb2+濃度在0-1μM和1-25μM范圍內(nèi)與碳點(diǎn)熒光淬滅效率呈現(xiàn)線性關(guān)系,檢測(cè)限分別為0.109μM和0.781 μM�？蓪�(duì)自來(lái)水中的Pb2+進(jìn)行檢測(cè),Pb2+在濃度為0-1μM和1-30 μM濃度范圍內(nèi)與熒光淬滅效率呈現(xiàn)線性關(guān)系,檢測(cè)限分別為0.144 μM和0.697 μM。
【學(xué)位單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O657.3;TB383.1
【部分圖文】：