碳量子点的制备及其在电分析化学中的应用研究

发布时间：2018-04-22 02:18

本文选题：CQDs + Ag@CQDs　；参考：《聊城大学》2016年硕士论文

【摘要】：近年来,量子点(QDs)以其优良的光化学性质和较大的比表面积等性质而在电化学、生物化学以及临床诊断等方面得到广泛的应用。不过半导体量子点也有不足之处,比如光闪烁现象以及重金属离子的较强的细胞毒性等,因此其实际应用范围会受到一定程度的限制。碳量子点(CQDs)是一种新式的碳纳米材料,与传统的纳米材料相比,它不仅具备优良的光学性能以及良好的小尺寸特性,而且毒性低,生物安全性强。相比于含金属半导体量子点,碳量子点不存在光闪烁现象,而且生物相容性较好,因此碳量子点可用来替代金属量子点并得以广泛应用。本文主要从碳量子点的制备以及在电化学方面的应用出发,探索出一种制备碳量子点的较好方法,实验条件简单、制备快捷而且经济环保,所得到的碳量子点具有优良的性能。其次合成了其它元素掺杂的碳量子点,掺杂可以提高碳量子点的电化学发光(ECL)性能。最后,将表面羟基化的碳量子点应用于铜离子的检测并对反应机理进行相应探讨。论文的主要工作如下:1.CQDs、Ag@CQDs、NCQDs的制备建立了一种以葡萄糖作为碳源,利用水热法一步合成荧光碳量子点(CQDs)的方法。合成的碳量子点具有良好的电化学发光特性、荧光特性、抗光漂白性以及较好的抗盐性、水溶性、低毒性。利用透射电子显微镜(TEM)观测发现,碳量子点在溶液中分布均匀,粒径范围为7.0±0.5nm。紫外光谱表征结果显示,碳量子点在260nm有吸收峰。荧光图谱显示碳点在激发波长335nm时,其发射波长在425nm。红外光谱(FTIR)的表征结果显示碳量子点表面含有羧基、羰基等含氧基团。在已经制备好的碳量子点的基础上加入AgNO3,利用NaOH的还原作用合成了银掺杂的碳量子点(Ag@CQDs)。通过透射电子显微镜(TEM)得知,碳量子点的分布比较均匀,粒径范围为30±2.0nm。紫外光谱表征结果显示Ag@CQDs在波长260nm与430nm有明显的吸收峰。荧光图谱显示Ag@CQDs在激发波长为335nm时,其发射波长在425nm,相同浓度的Ag@CQDs荧光强度相比于CQDs荧光强度降低。还建立了一种以丙氨酸为碳源、氮源,水热法合成氮掺杂碳量子点(NCQDs)的方法。紫外图谱显示其在320nm处有吸收峰。荧光图谱显示激发波长为360nm,发射波长在440nm。2.Ag@CQDs的电化学发光及其应用于氯离子的高灵敏检测利用Nafion将Ag@CQDs修饰到玻碳电极上,研究了其电化学发光行为。相比于CQDs在玻碳电极上的电化学发光,Ag@CQDs修饰到玻碳电极上的电化学发光更稳定而且发光强度增加近十倍。在0.1MpH=7.4的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,以过硫酸钾(K2S2O8)作为共反应物。基于氯离子(Cl-)能有效地猝灭Ag@CQDs的电化学发光强度,建立了一种灵敏度较高的检测Cl-的新方法,同时对于Cl-能够猝灭Ag@CQDs的电化学发光的可能机理进行了相应的探讨。结果表明,Cl-的浓度在0.99nM—450nM范围内,分析信号(I0-I)/I0与氯离子浓度有良好的线性关系,检出限为0.33nM(S/N=3)。3.Cu2+对NCQDs电化学发光体系的猝灭作用及其灵敏检测在PBS(pH=7.0,0.1M)溶液中,以过硫酸钾(K2S2O8)作为共反应物,研究了NCQDs的电化学发光行为。由于Cu2+能够猝灭NCQDs的电化学发光,基于此建立了一种检测Cu2+的方法。实验结果表明,分析信号(I0-I)/I0与Cu2+的浓度呈良好的线性关系,线性范围为0.20μM—30μM,检出限为30nM。
[Abstract]:In recent years , quantum dots ( QDs ) have been widely used in the fields of electrochemistry , biochemistry and clinical diagnosis .

【学位授予单位】：聊城大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O613.71;O657.1

【参考文献】