氮掺杂荧光碳点的绿色制备及光分析研究
发布时间：2020-11-14 16:42
纳米碳点是一种尺寸小于10 nm的新型荧光碳纳米材料。由于其独特的光学性质使其在传感和生物医学等领域具有很好的应用前景。目前,碳点的合成仍存在不足,如环境污染、条件苛刻、操作复杂等,因此发展新的碳点合成方法显得尤为重要。本文主要采用电化学脉冲电位法和电化学预氧化-水热合成法制备荧光碳点,并基于这些荧光碳点(CDs)不同的性质构建了具有特异性及灵敏性的荧光传感器。主要研究如下所示:1.以乙醇和邻苯二胺为前体,采用三电极系统进行电化学脉冲电位法制备具有激发独立、溶剂化效应的氮掺杂荧光碳点(N-CDs)。同时对合成的N-CDs进行了pH、高盐溶液及金属离子对碳点荧光影响的研究。实验表明:该碳点在较宽的pH范围及较高的盐浓度下仍具有较高的荧光强度,Fe~(3+)对碳点具有良好的荧光淬灭效果,该碳点具有选择性检测Fe~(3+)的潜在应用价值。2.采用电化学预氧化-水热组合法处理柠檬酸钠和尿素制备出N掺杂蓝色荧光碳点。所合成的N-CDs具有窄的粒径分布、较高的荧光强度。同时研究pH及高盐溶液对碳点荧光的影响,探讨了N-CDs对不同金属离子的响应,实验结果显示:可以根据探针荧光强度的变化实现对Fe~(3+)的特异性检测,当铁离子浓度为0.01~0.4μM时,N-CDs的荧光强度与铁离子浓度存在着良好的线性关系,其检测限达到46.6 nM,R~2=0.9981。3.通过化学偶联反应,探究了脱落酸(ABA)抗体标记的组合法碳点对ABA的响应,实验表明,抗体标记后的碳点对植物激素ABA具有较好的选择性及灵敏性,在0.08~1.0 ng/mL范围内ABA浓度与荧光强度有较好的线性关系,检测限为23pg/mL,R~2=0.9942,未来有望用于植物激素领域。
【学位单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1;O657.3
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 碳点的合成方法
1.2.1 自上而下法
1.2.1.1 电弧放电法
1.2.1.2 激光消融法
1.2.1.3 电化学合成法
1.2.2 自下而上法
1.2.2.1 燃烧法
1.2.2.2 模板法
1.2.2.3 水热法
1.2.2.4 有机物热解法
1.2.2.5 其他方法
1.3 碳点的性质
1.3.1 碳点的吸收性质
1.3.2 碳点的荧光性质
1.3.2.1 碳点的荧光发光机理
1.3.2.2 碳点的上转换荧光
1.3.3 碳点的光稳定性
1.3.4 碳点的毒性
1.3.5 其他性能
1.4 碳量子点的应用
1.4.1 生物医学
1.4.1.1 生物成像
1.4.1.2 活体成像
1.4.2 化学传感
1.4.3 生物传感
1.4.4 其他应用
1.5 论文构思
第二章 一步电化学脉冲电位法合成荧光碳点及性能的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验仪器及药品
2.2.2 乙醇碳点的合成
2.2.3 乙醇碳点的纯化
2.2.4 样品表征
2.2.4.1 紫外可见光谱（UV-vis）
2.2.4.2 荧光光谱（PL）
2.2.4.3 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）
2.2.4.4 透射电子显微镜（TEM）
2.2.4.5 X射线光电子能谱（XPS）
2.2.5 碳点荧光强度影响测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 乙醇碳点合成条件优化
2.3.2 碳点的表征
2.3.2.1 N-CDs的透射电镜表征
2.3.2.2 N-CDs的 XPS表征
2.3.2.3 N-CDs的 FT-IR表征
2.3.2.4 N-CDs的光谱表征
2.4 对重金属离子的响应性能
2.5 本章小结
第三章 电化学预氧化-水热合成蓝色荧光碳点用于Fe3+的检测
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验仪器及药品
3.2.2 N-CDs的合成
3.2.3 样品的表征
3.2.4 碳点荧光强度影响测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 N-CDs合成条件的优化
3.3.2 碳点的表征
3.3.2.1 N-CDs的透射电镜表征
3.3.2.2 N-CDs的 XPS表征
3.3.2.3 N-CDs的 FT-IR表征
3.3.2.4 N-CDs的光谱表征
3.3.3 N-CDs对不同金属离子的荧光响应
3.3.4 N-CDs对不同浓度铁离子的荧光响应
3.3.5 N-CDs对实际样品的检测
3.4 本章小结
第四章 ABA抗体标记的碳点用于植物激素ABA的灵敏检测
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品及仪器
4.2.2 N-CDs的合成
4.2.3 ABA抗体标记的N-CDs复合材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 N-CDs的表征
4.3.2 紫外-可见吸收光谱
4.3.3 pH的优化
4.3.4 ABA抗体标记的N-CDs复合材料用于ABA的灵敏检测
4.4 本章小结
第五章 结论、创新点
5.1 本文的主要结论
5.2 本文的主要创新点
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】
本文编号：2883696
【学位单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1;O657.3
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 碳点的合成方法
1.2.1 自上而下法
1.2.1.1 电弧放电法
1.2.1.2 激光消融法
1.2.1.3 电化学合成法
1.2.2 自下而上法
1.2.2.1 燃烧法
1.2.2.2 模板法
1.2.2.3 水热法
1.2.2.4 有机物热解法
1.2.2.5 其他方法
1.3 碳点的性质
1.3.1 碳点的吸收性质
1.3.2 碳点的荧光性质
1.3.2.1 碳点的荧光发光机理
1.3.2.2 碳点的上转换荧光
1.3.3 碳点的光稳定性
1.3.4 碳点的毒性
1.3.5 其他性能
1.4 碳量子点的应用
1.4.1 生物医学
1.4.1.1 生物成像
1.4.1.2 活体成像
1.4.2 化学传感
1.4.3 生物传感
1.4.4 其他应用
1.5 论文构思
第二章 一步电化学脉冲电位法合成荧光碳点及性能的研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验仪器及药品
2.2.2 乙醇碳点的合成
2.2.3 乙醇碳点的纯化
2.2.4 样品表征
2.2.4.1 紫外可见光谱（UV-vis）
2.2.4.2 荧光光谱（PL）
2.2.4.3 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）
2.2.4.4 透射电子显微镜（TEM）
2.2.4.5 X射线光电子能谱（XPS）
2.2.5 碳点荧光强度影响测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 乙醇碳点合成条件优化
2.3.2 碳点的表征
2.3.2.1 N-CDs的透射电镜表征
2.3.2.2 N-CDs的 XPS表征
2.3.2.3 N-CDs的 FT-IR表征
2.3.2.4 N-CDs的光谱表征
2.4 对重金属离子的响应性能
2.5 本章小结
第三章 电化学预氧化-水热合成蓝色荧光碳点用于Fe3+的检测
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验仪器及药品
3.2.2 N-CDs的合成
3.2.3 样品的表征
3.2.4 碳点荧光强度影响测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 N-CDs合成条件的优化
3.3.2 碳点的表征
3.3.2.1 N-CDs的透射电镜表征
3.3.2.2 N-CDs的 XPS表征
3.3.2.3 N-CDs的 FT-IR表征
3.3.2.4 N-CDs的光谱表征
3.3.3 N-CDs对不同金属离子的荧光响应
3.3.4 N-CDs对不同浓度铁离子的荧光响应
3.3.5 N-CDs对实际样品的检测
3.4 本章小结
第四章 ABA抗体标记的碳点用于植物激素ABA的灵敏检测
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品及仪器
4.2.2 N-CDs的合成
4.2.3 ABA抗体标记的N-CDs复合材料的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 N-CDs的表征
4.3.2 紫外-可见吸收光谱
4.3.3 pH的优化
4.3.4 ABA抗体标记的N-CDs复合材料用于ABA的灵敏检测
4.4 本章小结
第五章 结论、创新点
5.1 本文的主要结论
5.2 本文的主要创新点
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士学位期间的研究成果
【参考文献】
相关期刊论文 前5条
1 孙英祥;丁晓莹;何志伟;赵增典;刘然升;娄湘琴;;甘蔗水热法一步合成水溶性荧光碳点[J];化工新型材料;2015年02期
2 李月;代宁宁;杨尚文;魏倾鹤;齐斌;;电化学法合成荧光碳纳米粒子及性能表征[J];分子科学学报;2014年04期
3 孙博思;赵丽娇;任婷;钟儒刚;;水环境中重金属检测方法研究进展[J];环境科学与技术;2012年07期
4 毛小娇;郑鹄志;隆异娟;;以碳点为探针荧光猝灭法测定Cu~(2+)[J];西南大学学报(自然科学版);2010年09期
5 张蕾;关洪亮;何治柯;;基于量子点的脱落酸检测方法研究[J];中国科学:化学;2010年01期
本文编号：2883696
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2883696.html
