本文選題：碳點　切入點：熒光猝滅　出處：《西南大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：碳量子點簡稱碳點(Carbon dots縮寫為CDs),作為一種新型的“零維”發(fā)光碳納米材料,其優(yōu)越的光學(xué)性能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性等,使其在分析檢測領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。同時,尋找價格低廉與環(huán)境友好的碳源,發(fā)展簡易綠色的合成方法,有利于促進碳點應(yīng)用的實用化�；谏鲜鲈�,我們開展了對新型熒光碳點的制備、性質(zhì)、及其分析傳感應(yīng)用的相關(guān)研究。本論文從碳點實際應(yīng)用的目的出發(fā),篩選合適的碳源合成具有不同特性的熒光碳點,探究碳源、制備工藝等對碳點熒光性能的影響,通過各種表征手段考察碳點的形成機制、形貌結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性及光學(xué)特性,分析碳點的理化特征與其光學(xué)性能的關(guān)系。并在此基礎(chǔ)上,將其應(yīng)用于熒光分析傳感。主要研究內(nèi)容如下:1.以尿素和丙二酸為原料水熱法一步合成碳點用于苦味酸檢測以丙二酸和尿素分別作為碳源和氮源,通過一步水熱法合成發(fā)藍(lán)色熒光的水溶性碳點。實驗考察了水熱的時間、溫度及丙二酸和尿素的摩爾比對碳點性質(zhì)的影響,以期得到性能最優(yōu)的碳點。碳點的形貌尺寸、組成成分以及光學(xué)性能通過高分辨率透射電鏡、傅里葉變換紅外光譜、熒光光譜、紫外可見吸收光譜等表征方法得以確定。碳點的平均粒徑在2.5 nm左右,具有良好的單分散性。其表面富含的羥基、羧基及氨基等官能團,使碳點在水溶液中具有良好的親合性與穩(wěn)定性。在光學(xué)性質(zhì)方面,碳點表現(xiàn)出良好的吸收和發(fā)射特性,熒光量子產(chǎn)率達(dá)12.6%,其特殊的激發(fā)光依賴性與表面狀態(tài)有關(guān)。此外,該碳點還呈現(xiàn)出優(yōu)良的抗光漂白性及穩(wěn)定性。碳點的熒光能被苦味酸選擇性地猝滅,并在10 s內(nèi)降到一個穩(wěn)定值,由此以碳點作為免標(biāo)記的熒光探針建立快速檢測苦味酸的方法。碳點的熒光猝滅率與苦味酸的濃度在0.1-26.5μM范圍內(nèi)呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,檢出限低至51 nM。同時,此探針成功地應(yīng)用于實際水樣中苦味酸的檢測。2.以洋蔥汁為前驅(qū)體水熱法綠色合成熒光碳點用于pH傳感本文采用綠色易得的洋蔥汁作為前驅(qū)體,一步水熱法合成熒光碳點。高分辨率透射電鏡表征顯示碳點呈球形,顆粒分布均勻,平均粒徑為3.43±0.39 nm,晶格間距為0.18 nm。由傅里葉變換紅外光譜、核磁共振光譜表征可知,碳點表面富含羥基、羧基和氨基等官能團,以羧基為主。熒光光譜、紫外可見吸收光譜等表征表明,碳點具有良好的吸收和發(fā)射特性,在365 nm的紫外燈光下發(fā)出藍(lán)色熒光,量子產(chǎn)率為8.3%。此外,碳點出色的耐鹽性、耐熱性和抗光漂白性,可以保證其在惡劣和復(fù)雜的環(huán)境下得到廣泛的應(yīng)用。碳點的熒光強度會隨著pH值的改變而發(fā)生規(guī)律性的變化,該現(xiàn)象可以用于pH傳感。實驗結(jié)果證明,在pH值為5.02-11.20范圍內(nèi),碳點的熒光強度隨著pH值的增加呈現(xiàn)線性降低。在pH值為2.04 12.01范圍內(nèi),碳點的吸光度也隨著pH值的增加呈現(xiàn)線性增加,且溶液顏色也由無色變至黃色,從而實現(xiàn)了熒光、比色雙通道的方法測定pH。這一規(guī)律性的變化是由于碳點表面羧基的質(zhì)子化/去質(zhì)子化。此外,碳點作為熒光傳感器在實際水樣的pH值響應(yīng)中也得到了成功應(yīng)用。3.pH響應(yīng)性熒光碳點用于溶解氨測定由于氨出色的水溶性,并會改變水溶液的pH值,而上述碳點在較寬的pH范圍內(nèi)對pH值有靈敏的響應(yīng),基于此,本文建立了定量檢測溶解氨的方法。該熒光碳點作為溶解氨傳感器具有較寬的線性檢測范圍0.1-50 mM和34μM的檢出限。此外,在較高離子強度的介質(zhì)中,溶解氨能被選擇性地識別,顯示出了該方法優(yōu)良的選擇性。最后,此碳點作為熒光傳感器也被成功用于自來水及湖水中溶解氨含量的測定。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O657.3;TB383.1

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 ;One-step synthesis of fluorescent hydroxyls-coated carbon dots with hydrothermal reaction and its application to optical sensing of metal ions[J];Science China(Chemistry);2011年08期

，

本文編號：1609230