碳量子點(diǎn)的制備及其在環(huán)境分析中的應(yīng)用.pdf

1、碳量子點(diǎn)是近年來發(fā)現(xiàn)的三維尺寸都在納米級別內(nèi)的具有熒光性的零維納米材料。碳量子點(diǎn)具有傳統(tǒng)量子點(diǎn)良好的光學(xué)性能，而且還具有低生物毒性、優(yōu)良的生物相容性和好的化學(xué)穩(wěn)定性以及價(jià)格低廉、容易制備等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)熒光材料相比，碳量子點(diǎn)材料具有更為優(yōu)越的性能，所以在生物成像、光電子器件、催化、生物傳感、熒光探針生物檢測、藥物診斷、金屬陽離子和非金屬陰離子的檢測等方面都表現(xiàn)出十分重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用空間。
　　本文研究了以金華佛手和黑木耳為

2、碳源水熱法制備了無毒、低成本、高熒光性能的碳量子點(diǎn)，并探究了其作為熒光探針對金屬離子的選擇性和靈敏性。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)以金華佛手為碳源，水熱法一步合成低毒性、低成本、高熒光強(qiáng)度、分散均勻的碳量子點(diǎn)。合成的碳量子點(diǎn)經(jīng)過TEM（透射電子顯微鏡）表征可以發(fā)現(xiàn)其分散均勻，通過FT-IR（紅外）以及XPS（X射線光電子能譜圖）的表征發(fā)現(xiàn)其含有-CO-NH-和C=O等官能團(tuán)，在365 nm紫外燈光下發(fā)出藍(lán)色熒光，其量子產(chǎn)率

3、高達(dá)50.78％，熒光壽命為3.84 ns，其熒光強(qiáng)度不受pH、離子強(qiáng)度和時間的影響，具有較高的穩(wěn)定性。該碳量子點(diǎn)的熒光性在不同條件下能被Hg2+和Fe3+猝滅，因此能夠快速、有效、低成本地檢測環(huán)境中的Hg2+和Fe3+。用熒光分光光度法探究了碳量子點(diǎn)與兩種金屬離子反應(yīng)時pH、離子強(qiáng)度和時間對其影響，并建立了定量檢測Hg2+和Fe3+的方法，其中Hg2+的線性范圍是0.01～100μM，檢測限為5.5 nM;Fe3+的線性范圍是0.07

4、5～100μM，檢測限為0.075μM。
　　(2)以黑木耳和尿素為碳源，水熱法合成氨基修飾的高熒光強(qiáng)度、分散均勻的碳量子點(diǎn)，Cu2+能使其熒光猝滅，因此可以選擇性檢測Cu2+。而制得的碳量子點(diǎn)經(jīng)過Ag修飾以后具有更強(qiáng)的熒光性，并且對Cu2+的檢測具有更高的靈敏性和更好的專一性。經(jīng)過修飾的碳量子點(diǎn)通過透射電子顯微鏡(TEM)表征發(fā)現(xiàn)其分散均勻且較未修飾Ag的碳量子點(diǎn)顆粒半徑變大，通過紅外(FT-IR)和X射線光電子能譜圖(XPS)