绿色方法合成纳米碳点及对Fe 3+ 的特异性荧光检测

发布时间：2020-12-23 16:22

　　以黄瓜为原料,采用水热法合成了荧光纳米碳点,实现了对Fe³⁺的特异性荧光检测。利用透射电子显微镜和X射线光电子能谱仪对纳米碳点的形貌和微结构进行了表征,并利用荧光光谱仪对纳米碳点的荧光性能以及加入不同金属离子后的荧光强度变化进行了测量。结果表明,合成的纳米碳点分散性良好,尺寸约为3 nm左右。在365 nm紫外光激发下,其发射峰位于435 nm;当反应温度为200℃、反应时间为12 h时,纳米碳点的荧光性能最佳。Fe³⁺的加入能猝灭纳米碳点的荧光,而其他金属离子不会引起纳米碳点荧光强度和发射峰位置的改变,表明绿色方法合成的纳米碳点实现了对Fe³⁺的特异性荧光检测。 

【文章来源】：发光学报. 2020年10期 北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

纳米碳点的XPS谱。

以黄瓜为原料,采用绿色方法合成了纳米碳点。首先,采用三用紫外分析仪,观察到在365 nm波长激发下,纳米碳点的荧光最强。因此,设定激发光波长为365 nm,采用荧光光谱仪研究了不同反应条件对纳米碳点发光性能的影响。当反应温度为200 ℃时,改变反应时间合成的纳米碳点的发射光谱如图1(a)所示,可以发现随着反应时间的增加,纳米碳点的荧光强度逐渐增强;当反应时间为10 h和12 h时,合成的纳米碳点的荧光性能最佳。当反应时间为12 h时,改变反应温度合成的纳米碳点的发射光谱如图1(b)所示,可以看出随着反应温度的升高,纳米碳点的荧光强度逐渐增加;当反应温度为200 ℃时,合成的纳米碳点的荧光性能最佳。因此,当反应温度为200 ℃、反应时间为12 h时,采用绿色方法合成的纳米碳点具有最佳的荧光发射性能,发射峰位于435 nm。3.2 纳米碳点的形貌和结构表征

采用TEM和高分辨TEM对纳米碳点(反应温度为200 ℃和反应时间为12 h条件下制备)的形貌和微观结构进行了表征。图2(a)为纳米碳点的TEM图,可以发现纳米碳点具有良好的分散性,且尺寸分布均匀,单个纳米碳点的尺寸约为3 nm。图2(b)为纳米碳点的高分辨TEM图,可以看到明显的晶格条纹,表明纳米碳点具有良好的结晶性。采用XPS技术对纳米碳点(反应温度为200 ℃和反应时间为12 h条件下制备)的化学组分和结构进行了分析。图3(a)为纳米碳点的XPS全谱分布图,可以看到属于C 1s、N 1s和O 1s的特征峰,表明采用绿色方法合成了N元素掺杂的纳米碳点。通过分峰,进一步分析了C 1s、N 1s和O 1s谱的价键结构,如图3(b)、(c)、(d)所示。C 1s谱可以分成5个单峰,分别位于284.7,285.8,286.4,288.1,292.7 eV,对应于 C—C/C = C 、C—N、C—O、 C = Ο 和π-π*,而位于295.6 eV的峰对应于钾离子的2p1,可能来自黄瓜中含有的钾离子(图3(b))[17]。N 1s谱可以分成两个单峰,分别位于399.7 eV和401.4 eV,对应于吡咯氮和N—H(图 3(c))[18]。O 1s谱可以分成两个单峰,分别位于531.5 eV和533.2 eV,对应于 C = Ο 和C—O(图3(d))[19]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]微波法制备掺氮碳点及其用作探针检测铁离子[J]. 王诗琪,涂雨菲,刘之晓,左丹英,许静,张宏伟.  发光学报. 2019(06)
[2]氮掺杂碳点的合成与应用[J]. 曲松楠,孙铭鸿,田震,鲍鑫,周正杰,周鼎,李迪.  发光学报. 2019(05)
[3]红枣碳量子点“关-开”型荧光探针检测芦丁的研究[J]. 王靖原,张越诚,马红燕,刘晓莉,王琦.  发光学报. 2018(04)



本文编号：2933995