微波法合成荧光碳量子点在环境离子检测中的应用研究

发布时间：2017-11-22 06:28

  本文关键词：微波法合成荧光碳量子点在环境离子检测中的应用研究

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【摘要】：碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)作为一种以碳为主体的新型荧光纳米材料,因其独特的光学特征、细胞低毒性、合成价格低廉等优点成为众多学者们研究的热点,在医学成像、化学检测、工业除废、生物标记等领域有广泛应用。本论文主要运用微波法合成了几种CQDs,并探讨了其在监测环境水中重金属离子的分析应用。具体研究内容包括以下三部分:(1)实验以葡萄糖为碳原料,快速微波法加热制备了水溶性荧光碳量子。其表面富含羧基和羟基,借助于此研究了荧光CQDs与环境重金属离子镉之间的荧光猝灭作用。发现在pH=4.00的醋酸-醋酸钠缓冲溶液体系中,CQDs荧光猝灭强度和镉溶液浓度呈良好线性关系,线性回归方程为?F=0.1598 c+8.1781,相关系数为0.9982,检出限是0.50μg/L,具有较高选择性与灵敏度,该法操作简单、快速,已成功应用在环境水中痕量镉的检测,结果满意。(2)以D-果糖作为碳主体,L-赖氨酸为修饰剂,微波法制备了具有强荧光性能的CQDs。研究了其在最佳合成条件下荧光性能的影响因素,借助X-射线衍射粉末仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱等表征法对CQDs的构造和光学性能进行表征,发现发蓝色光的CQDs,表面含有丰富羧基与羟基,发射波长依赖于激发波长且具有较强的亲水性。同时探讨了表面活性剂、常见离子、氧化还原剂、pH、温度等对碳量子点荧光性质的影响,发现银离子的加入能够使碳量子点荧光强度产生显著荧光猝灭现象,且银离子溶液在5.00-100.00 ug/L的浓度范围内与CQDs荧光猝灭强度呈现良好的线性关系,据此,建立了检测银离子的方法,成功应用在环境水样中银的测定。(3)探究了以抗坏血酸为碳源,微波加热法合成水溶性CQDs,利用电子透射显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱,荧光光谱,傅里叶红外光谱(FTIR)及X-射线衍射粉末仪(XRD)对其进行表征,发现此量子点粒径均匀,有强荧光性。同时发现Cr(Ⅵ)能使强荧光碳量子点的荧光信号显著猝灭,且Cr(Ⅵ)溶液在2.00-71.00 ug/L浓度范围内与体系荧光强度呈良好的线性关系,线性回归方程?F=9.5792 c+1.1719,相关系数为0.9968,检出限为2.90 ng/L。该法已成功应用在工业废水中Cr(Ⅵ)的检测,结果理想。利用紫外可见吸收光谱,荧光猝灭程度与温度的关系对Cr(Ⅵ)与碳量子点相互作用的可能机理进行了探讨。
【学位授予单位】：延安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.3;O613.71

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