纳米纸质传感器对环境中氟离子的可视化检测

发布时间：2017-08-05 17:18

  本文关键词：纳米纸质传感器对环境中氟离子的可视化检测

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【摘要】：氟离子的检测在近几十年来受到极大的关注。快速现场检测水中氟离子对坏境检测和环境保护来说仍然是一个挑战。在本论文中,经过表面功能化修饰的发光的氧化石墨烯和银纳米颗粒由于苯基硼酸和二醇之间可以形成硼酸酯键而连接在一起。我们利用二者间的共振能量转移作用设计了一个新的用可视化试纸检测氟离子的分析方法。发光的氧化石墨烯的荧光被连接在其上的银纳米颗粒猝灭。在氟离子的作用下,硼酸酯键被破坏,转化为三氟硼酸盐,银纳米颗粒与发光的氧化石墨烯断开,从而引起发光的氧化石墨烯的荧光恢复。实验结果表明在氟离子的浓度为0.05-0.55nmol/L的范围内,荧光强度的恢复与氟离子的浓度呈线性关系。通过计算,氟离子的检测极限为9.07pmol/Lo利用这一原理,我们成功的制备了一种可视化检测氟离子的纸质传感器。这一纸质传感器可以快速灵敏的检测氟离子,并且具有快速,简单,有效和低成本等优点,通过肉眼可以看到纸质传感器检测氟离子的检测极限为0.1μmol/L。
【关键词】：氟离子 可视化检测 氧化石墨烯 纸质传感器 荧光
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X830;O657.3
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-27
• 1.1 引言16-17
• 1.2 氟离子的检测方法17-18
• 1.2.1 氟离子选择电极法17-18
• 1.2.2 离子色谱法18
• 1.2.3 比色法18
• 1.2.4 荧光传感器法18
• 1.3 石墨烯与氧化石墨烯18-22
• 1.3.1 石墨烯18-19
• 1.3.2 氧化石墨烯19-20
• 1.3.3 氧化石墨烯的结构特征20-21
• 1.3.4 氧化石墨烯的制备方法21-22
• 1.4 发光的氧化石墨烯的研究背景22-24
• 1.5 银纳米粒子24
• 1.6 可视化试纸检测氟离子的研究背景24-25
• 1.7 本论文的研究思路以及主要研究内容25-27
• 第二章 实验原理27-31
• 2.1 荧光分析法的基本原理27-28
• 2.2 荧光检测的机理28-29
• 2.2.1 荧光共振能量转移28
• 2.2.2 PET28-29
• 2.2.3 荧光材料29
• 2.3 发光的氧化石墨烯的发光原理29-30
• 2.4 荧光传感器的设计原理30-31
• 第三章 实验部分31-37
• 3.1 实验材料和仪器31-33
• 3.1.1 实验原料和试剂31-32
• 3.1.2 实验仪器和设备32-33
• 3.2 发光的氧化石墨烯的制备与表征33-34
• 3.2.1 氧化石墨烯的制备33-34
• 3.2.2 发光氧化石墨烯的制备34
• 3.2.3 发光氧化石墨烯的表征方法34
• 3.3 柠檬酸稳定的银纳米颗粒的制备34-35
• 3.3.1 柠檬酸稳定的银纳米颗粒的制备方法34-35
• 3.3.2 银纳米颗粒的表征方法35
• 3.4 纳米荧光探针的构建35-36
• 3.4.1 发光氧化石墨烯的表面功能化修饰35
• 3.4.2 银纳米粒子的表面功能化修饰35
• 3.4.3 纳米荧光探针的制备35
• 3.4.4 纳米荧光探针的表征方法35-36
• 3.5 荧光法检测F~-离子36
• 3.5.1 用纳米荧光探针检测F~-离子36
• 3.5.2 选择性实验36
• 3.5.3 表征方法36
• 3.6 用荧光纸质传感器检测F~-离子36-37
• 第四章 结果与讨论37-53
• 4.1 发光氧化石墨烯的表征37-39
• 4.1.1 甘氨酸修饰前后氧化石墨烯吸收光谱变化37
• 4.1.2 甘氨酸修饰前后氧化石墨烯荧光的变化37-38
• 4.1.3 甘氨酸修饰的发光氧化石墨烯的红外光谱38-39
• 4.2 银纳米颗粒和合成与表面功能化修饰39-41
• 4.2.1 银纳米颗粒的合成与表征39-40
• 4.2.2 银纳米颗粒的表面功能化修饰与表征40-41
• 4.3 发光的氧化石墨烯的表面功能化修饰与表征41-43
• 4.3.1 发光的氧化石墨烯的紫外吸收光谱表征41-42
• 4.3.2 发光的氧化石墨烯的荧光光谱表征42-43
• 4.4 GO-diol-MPBA-AgNPs纳米荧光探针的组装与表征43-45
• 4.4.1 共振能量转移原理43
• 4.4.2 GO-diol-MPBA-AgNPs纳米荧光探针的组装与表征43-45
• 4.5 GO-diol-MPBA-AgNPs纳米荧光探针检测氟离子45-50
• 4.5.1 纳米荧光探针检测氟离子45-48
• 4.5.2 选择性实验48-50
• 4.6 检测氟离子的纸质传感器的构建50-53
• 结论与展望53-56
• 参考文献56-63
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况63

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本文编号：626024