硫属化合物荧光量子点的制备及其在离子检测中的应用

发布时间：2017-10-30 08:08

  本文关键词：硫属化合物荧光量子点的制备及其在离子检测中的应用

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【摘要】：水是一切生物的生命的源泉,同时也是人类赖以生存和发展的不可缺少的最重要的物质资源之一。然而随着工业的发展,水资源的污染愈来愈严重。水里的重金属离子如铜、汞、铅、银等在体内富集起来,达到一定的量的时候,会造成动物和人类慢性中毒。所以寻找一种高效、灵敏的方法来快速检测水中的重金属离子迫在眉睫。传统的检测方法如电感耦合等离子体质谱、有机染料等方法存在灵敏度低、检测范围窄、操作步骤繁琐、耗时、价格昂贵等缺点。量子点由于其具有可控的尺寸、很好的荧光稳定性、较宽的激发光谱以及较窄的荧光发射光谱等优点而被用作荧光传感器检测离子和分子。硫属化合物量子点克服了传统有机染料的很多不足之处,目前已经开始应用于临床医学、环境监测、生物显影等领域。在本实验中,我们采用水热法合成谷胱甘肽包覆的硫属化合物量子点,并通过X-射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见分光光度计(UV-vis)以及荧光分光光度计(FL)等对晶体的结构、形貌、尺寸以及光学等性质进行了分析研究。同时也研究了回流时间、反应温度、pH、浓度等各种因素对量子点光学性质的影响。并通过红外光谱分析谷胱甘肽与硫属化合物的结合位点,结果表明硫属化合物主要是通过谷胱甘肽的巯基与谷胱甘肽结合在一起。研究内容及结论如下：(1)研究了回流时间、反应温度、浓度等不同因素对量子点光学性质的影响,结果表明,在最优的条件下,制备的硫属化合物量子点具有尺寸小、均匀性好、结晶性好等特点。利用水热法合成的硫属化合物量子点其具有很好的荧光稳定性以及生物相容性。(2)发展了一种快捷、灵敏的荧光传感器,以合成的GSH@CdX(X=S,Se,Te)为荧光探针,通过荧光光谱分析法识别水体中的重金属离子。实验结果表明：GSH@CdTe量子点对银离子有很好的选择性,而GSH@CdSe对Cu2+有很好的选择性。具体如下：当银离子的范围浓度为0.02～0.2μM时,碲化镉量子点的荧光强度的增加幅度与银离子浓度有很好的线性关系,并且荧光强度随着银离子浓度的升高而增强,碲化镉对银离子的检测限为1.3nM,远低于环保署规定的水中安全含银量(0.1mg·L-1、～925nM)。利用碲化镉量子点基于荧光增强来检测银离子,并且该方法具有检测限低、灵敏、快捷等优点。利用荧光光谱分析法,GSH@CdSe量子点可以用来检测环境中的铜离子,铜离子会引起硒化镉量子点的荧光增强。所以GSH@CdSe量子点也可以用作荧光传感器来检测铜离子。
【关键词】：水热法 硫属化合物 量子点 荧光传感器 离子检测
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-27
• 1.1 引言10
• 1.2 量子点的概念10-11
• 1.3 量子点的性质11-16
• 1.3.1 量子点的物理性质11-13
• 1.3.2 量子点的光学性质13
• 1.3.3 量子点的光学性质的优势13-16
• 1.4 量子点的制备方法16-17
• 1.4.1 有机溶剂法制备量子点16-17
• 1.4.2 水热法制备量子点17
• 1.5 量子点的表面修饰17-19
• 1.5.1 壳层修饰的量子点18
• 1.5.2 有机物修饰的量子点18-19
• 1.6 量子点的应用进展19-21
• 1.6.1 量子点在分析化学中的应用20
• 1.6.2 量子点在太阳能电池方面的应用20-21
• 1.6.3 量子点在离子检测的应用21
• 1.7 本论文的选题目的和研究内容21-23
• 1.7.1 本论文的选题目的21-22
• 1.7.2 研究内容22-23
• 参考文献23-27
• 第二章 GSH@CdTe量子点的制备及其在银离子检测中的应用27-47
• 2.1 引言27
• 2.2 实验部分27-29
• 2.2.1 实验试剂27-28
• 2.2.2 实验步骤28
• 2.2.2.1 水热法制备GSH@CdTe量子点溶液28
• 2.2.3 测试设备与表征28-29
• 2.3 结果与讨论29-43
• 2.3.1 GSH@CdTe量子点的形貌及结构分析29-31
• 2.3.2 碲化镉量子点的红外光谱分析31
• 2.3.3 GSH@CdTe量子点的光学性质的分析31-37
• 2.3.3.1 GSH@CdTe量子点的紫外及荧光光谱分析31-32
• 2.3.3.2 不同浓度GSH@CdTe量子点的光学性质分析32-33
• 2.3.3.3 回流时间对GSH@CdTe量子点光学性质的影响33-35
• 2.3.3.4 水热反应温度对GSH@CdTe量子点光学性质的影响35-36
• 2.3.3.5 pH对GSH@CdTe量子点荧光的影响36-37
• 2.3.4 碲化镉量子点在检测银离子方面的应用37-43
• 2.3.4.1 碲化镉量子点对银离子的识别37-39
• 2.3.4.2 不同浓度的银离子与GSH@CdTe的作用39-41
• 2.3.4.3 GSH@CdTe量子点检测银离子的机理分析41-43
• 2.5 本章小结43-45
• 参考文献45-47
• 第三章 GSH@CdSe的制备及其性能研究47-68
• 3.1 引言47
• 3.2 实验部分47-49
• 3.2.1 实验试剂47-48
• 3.2.2 实验步骤48
• 3.2.2.1 水热法制备谷胱甘肽@CdSe量子点溶液48
• 3.2.3 测试设备与表征48-49
• 3.3 结果与讨论49-64
• 3.3.1 GSH@CdSe的形貌及结构分析49-51
• 3.3.1.1 不同摩尔比的GSH与CdCl_2对硒化镉量子点形貌的影响49-50
• 3.3.1.2 硒化镉的XRD分析50-51
• 3.3.2 硒化镉量子点的紫外吸收及荧光发射光谱51-53
• 3.3.2.1 硒化镉量子点的紫外吸收光谱51-52
• 3.3.2.2 硒化镉量子点的荧光发射光谱52-53
• 3.3.3 硒化镉的红外光谱分析53
• 3.3.4 不同有机物包覆的硒化镉量子点的光学性能53-56
• 3.3.4.1 不同有机物包覆的硒化镉量子点的紫外吸收光谱及荧光发射光谱53-55
• 3.3.4.2 不同有机物包覆的硒化镉量子点的红外光谱55-56
• 3.3.5 不同pH的GSH@CdSe量子点溶液的荧光性质56-57
• 3.3.6 不同温度合成GSH@CdSe量子点的光学性质57-59
• 3.3.7 不同回流时间合成GSH@CdSe量子点的光学性质59-60
• 3.3.8 GSH@CdSe应用于检测环境中的Cu~(2+)60-61
• 3.3.9 不同浓度的铜离子与GSH@CdSe量子点作用的荧光性质61-64
• 3.4 本章小结64-66
• 参考文献66-68
• 第四章 硫化镉量子点的合成及其性能研究68-80
• 4.1 引言68
• 4.2 实验部分68-69
• 4.2.1 实验试剂68-69
• 4.2.2 实验步骤69
• 4.2.2.1 GSH@CdS的制备69
• 4.3 结果与讨论69-77
• 4.3.1 不同S源合成硫化镉量子点的TEM图69-70
• 4.3.2 硫化镉量子点的XRD分析70-71
• 4.3.3 硫化镉量子点的光学性质分析71-72
• 4.3.4 不同浓度的硫化镉量子点的紫外及荧光光谱图72-73
• 4.3.5 硫化钠滴加速度的不同对硫化镉量子点荧光性质的影响73-74
• 4.3.6 硫化镉的红外光谱图74-75
• 4.3.7 不同回流时间的硫化镉量子点的紫外及荧光光谱图75-76
• 4.3.8 不同pH制得的GSH@CdS的荧光光谱图76-77
• 4.4 本章小结77-78
• 参考文献78-80
• 第五章 总结与展望80-83
• 5.1 全文总结80-81
• 5.2 工作展望81-83
• 研究生期间完成的论文83-84
• 致谢84

【参考文献】

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本文编号：1116811