碳点的荧光机理及离子检测应用研究

发布时间：2021-11-05 05:38

　　碳点具有合成原料广泛、合成方法多样、荧光强度高、荧光范围广、生物毒性低、光漂白耐受性好等特点,已经被普遍应用于生物荧光成像、化学检测、生物检测、光催化、药物负载等领域。然而碳点的荧光机理目前仍然没有定论,大部分相关研究认为碳点的荧光来源于表面态,也有一些研究报道了基于柠檬酸合成的碳点的荧光来源于荧光分子。铁氰化钾被广泛应用于氰化提金、军火和洗片工业。虽然铁氰根离子（[Fe（CN）3]-）的毒性较低,但它随着废水排放之后在自然环境下会分解产生剧毒的氰根（CN-）。传统的铁氰根离子检测方法均不是很理想,不能实现高灵敏度的定量检测。基于综上所述的问题,为了进一步阐明碳点的荧光机理,并基于碳点实现对铁氰根离子方便且有效的检测,提出了以下研究内容:（1）通过水热法、微波法、溶剂热法等自下而上的合成方法合成了七种碳点。通过比较这些碳点与对应透析液的荧光的激发依赖性、荧光和吸收峰位发现碳点和对应透析液的荧光是同源的。通过对透析液的质谱分析,对碳点和透析液的量子产率、光漂白、吸收峰信噪比的比较证明了自下而上合成碳点的过程中,荧光分子的合成是一个普遍现象,并且碳点的荧光也来源于荧光分子。（2）以柠檬酸和... 

【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)碳点的电镜图，右上角插图为高分辨电镜图，右下角插图为碳点的粒径分布

3普遍使用的方法。自下而上的合成方法主要包括水热法、溶剂热法、微波法和热裂解法等。图1.2制备碳点的两种主要途径：“自上而下”由碳源切割得到碳点；“自下而上”通过有机分子或者聚合物的聚集碳化合成碳点。水热法是把反应原料溶于水，置于反应釜中，通过高温高压的反应条件实现反应物的聚合碳化（图1.3[37]）。Guo等人把0.2g柠檬酸钠和1.5g碳酸氢钠溶解到10mL水中，在反应釜内经过4小时160℃的反应之后，再用分子量为1000的透析袋透析以除去杂质，得到了平均粒径为1.59nm的碳点。该碳点具有高达68%的量子产率，并可用于检测汞离子，检测限为10nM[38]。溶剂热法的反应过程与水热法类似，只是把溶剂替换成了其他有机溶剂或有机溶剂与水的混合物[39–41]。水热法和溶剂热法合成的碳点粒径较均匀，但其表面电势绝对值较小，放置一段时间后容易发生团聚现象。图1.3水热法合成碳点。微波法利用微波加热产生的高温使反应物迅速碳化形成碳点（图1.4[42]）。微波法制备碳点可以首先把反应物溶解到水里再微波加热，也可以直接用固态的反应物来合

3普遍使用的方法。自下而上的合成方法主要包括水热法、溶剂热法、微波法和热裂解法等。图1.2制备碳点的两种主要途径：“自上而下”由碳源切割得到碳点；“自下而上”通过有机分子或者聚合物的聚集碳化合成碳点。水热法是把反应原料溶于水，置于反应釜中，通过高温高压的反应条件实现反应物的聚合碳化（图1.3[37]）。Guo等人把0.2g柠檬酸钠和1.5g碳酸氢钠溶解到10mL水中，在反应釜内经过4小时160℃的反应之后，再用分子量为1000的透析袋透析以除去杂质，得到了平均粒径为1.59nm的碳点。该碳点具有高达68%的量子产率，并可用于检测汞离子，检测限为10nM[38]。溶剂热法的反应过程与水热法类似，只是把溶剂替换成了其他有机溶剂或有机溶剂与水的混合物[39–41]。水热法和溶剂热法合成的碳点粒径较均匀，但其表面电势绝对值较小，放置一段时间后容易发生团聚现象。图1.3水热法合成碳点。微波法利用微波加热产生的高温使反应物迅速碳化形成碳点（图1.4[42]）。微波法制备碳点可以首先把反应物溶解到水里再微波加热，也可以直接用固态的反应物来合


本文编号：3477186