荧光金纳米簇、碳点及其复合纳米材料的合成与传感应用研究

发布时间：2020-06-22 14:57

【摘要】：与传统的荧光分子相比,荧光纳米材料具有形貌尺寸易调控、光学稳定性高、可实现多功能化等优点。利用荧光纳米材料作为光学传感器,已成为化学、光学、生物医学等多学科交叉领域的研究热点。本论文制备了一系列性能优良的新型荧光纳米材料,包括金纳米簇(AuNCs)、碳点(CDs)及其复合纳米材料(Au/CDs),并基于荧光猝灭或增强建立新的传感平台,实现了对H_2S、Cr(VI)、抗坏血酸以及四环素的检测。第一章:综述了半导体量子点、贵金属纳米簇、碳点等荧光纳米材料在合成、性质及应用方面的研究进展。在此基础上提出了本论文的设计思路。第二章:基于N-乙酰基-L-半胱氨酸保护的金纳米簇(ACC@AuNCs)构建了荧光传感器,已成功用于H_2S的检测。H_2S会引起AuNCs荧光猝灭,检测机理一方面是由于AuNCs中的Au(I)与H_2S作用形成了Au_2S,另一方面是由于纳米簇粒径变大。与其他阴离子、氨基酸和硫醇相比,该传感方法对H_2S有良好的选择性,线性范围是0.002-120μmol·L~(-1),检出限是1.8 nmol·L~(-1)(S/N=3)。此外,该传感器进一步应用于实际水样和血清样品中H_2S的检测,结果与ICP-AES方法得到的结果一致。满意的回收率和精确度结果表明,该荧光传感器在生物和环境领域具有潜在的应用前景。第三章:以玉米为碳源、二乙烯三胺(DETA)为氮源,采用微波辅助加热法一步合成了高分散性、灵敏度和稳定性好的氮掺杂碳点(N-CDs),由于内滤效应,在Cr(VI)存在下N-CDs的荧光发生显著猝灭。而加入抗坏血酸(AA)后,其荧光恢复。基于该荧光“猝灭-恢复”的现象,N-CDs可作为一种双功能荧光传感器用于Cr(VI)和AA的分析测定。Cr(VI)和AA的线性范围分别是0.0179-575μmol·L~(-1)和18-212μmol·L~(-1),检出限分别是0.6224 nmol·L~(-1)和0.93μmol·L~(-1)(S/N=3)。此外,因其具有良好的重复性和稳定性,N-CDs已成功应用于实际样品的检测,得到了比较好的回收率。第四章:分别制备金纳米簇(AuNCs)和碳点(CDs),在此基础上采用微波辅助加热法制得荧光纳米复合材料Au/CDs。由于结合了AuNCs和CDs的优点,复合材料Au/CDs展现出了比单一材料更优的光学性能。与一系列重要的小分子相比,只有四环素(TCs)能显著猝灭Au/CDs的荧光,基于此构建选择性好、灵敏度高的传感体系,线性范围是0.02-203μmol·L~(-1),检出限是2.8 nmol·L~(-1)(S/N=3)。该方法有望应用于食品中四环素类药物残留的检测。第五章:对本论文中的新型荧光纳米材料:金纳米簇(AuNCs)、碳点(CDs)及其复合纳米材料(Au/CDs)作为荧光传感器,在检测离子、小分子方面的研究成果做了总结,并对后续工作进行了展望。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O657.3;TB33
【图文】：

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【参考文献】