溶剂热插层法制备荧光石墨相氮化碳量子点及其在Fe 3+ 检测中的应用

发布时间：2021-07-28 15:12

　　利用溶剂热法,基于氢氧化钾的插层作用制备了荧光氮化碳量子点（g-C₃N₄QDs）.所获得的氮化碳量子点具有良好的水溶性和荧光稳定性.透射电子显微镜（TEM）照片显示,氮化碳量子点的粒径约为2.3 nm;X射线光电子能谱（XPS）和红外光谱（FTIR）结果表明,氮化碳量子点表面存在大量的亲水基团;荧光发射光谱（PL）结果表明,氮化碳量子点具有激发波长依赖性.基于三价铁离子(Fe³⁺)对荧光氮化碳量子点荧光的猝灭现象,构建了一种用于检测Fe³⁺的荧光传感器,在Fe³⁺浓度为5¹00μmol/L范围内,检测体系表现出良好的线性关系,检出限约为0.5μmol/L,实现了对Fe³⁺的高效、灵敏、选择性检测. 

【文章来源】：高等学校化学学报. 2017,38(09)北大核心EISCICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

为氮化碳量子点的紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱图．可见，氮化碳量子点的光吸收范围从紫外区延伸至可见光区，而且在310nm处出现特征吸收峰．插图显示氮化碳量子点分散液在可见光和360nm波长光激发下分别呈现淡黄色和蓝色．从图3(B)中可以看出，氮化碳量子点的荧光发射光谱

1s的X射线光电子能谱图．图2(B)中，288.4，286.2，285.4和284.8eV处的4个峰分别对应C—NC，C—NH2，C—OH和C—C键［11］．图2(C)中，400.1，399.4和397.8eV处分别为C—N—H，N—(C3)和C—NC的特征峰［11］．图2(D)中，COO—，C—O，CO的特征峰分别位于533.1，532.0和530.8eV处，与已报道的结果一致［25，26］．由以上分析可知，氮化碳量子点表面存在大量的羧基、羰基、羟基和氨基．Fig．2FTIＲspectrumofg-C3N4QDs(A)andXPSspectraofC1s(B)，N1s(C)andO1s(D)ofg-C3N4QDs图3(A)为氮化碳量子点的紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱图．可见，氮化碳量子点的光吸收范围从紫外区延伸至可见光区，而且在310nm处出现特征吸收峰．插图显示氮化碳量子点分散液在可见光和360nm波长光激发下分别呈现淡黄色和蓝色．从图3(B)中可以看出，氮化碳量子点的荧光发射光谱具有激发波长依赖性，即随着激发波长的变化，其发射光谱也发生变化，与已报道的结果相符［27］．图3(C)表明，氮化碳量子点的最佳激发和发射波长分别为310nm和364nm．图3(D)显示，在310nm波长激发下氮化碳量子点的荧光强度在60min内未发生明显变化(激发后与激发前的强度比约为91.02%)，说明其具有良好的荧光稳定性．2．2氮化碳量子点的制备机理如图4所示，氮化碳量子点可在溶剂热反应条件下，通过氢氧化钾插层作用制得．其机理如下:(1)憎水性的块状氮化碳分散于乙醇中可以更加活泼地与氢氧化钾进行化学反应，生成羧基、羟基等亲水基团;(2)由于钾离子的粒径(0.266nm)和羟基的粒径(0.268nm)［28，29］均小于氮化碳片层的层间距(0.330nm)，保证了离子的插层;(3)氢氧化钾可以腐蚀氮化碳的边缘，实现了有效剥离．1558高等学校化学学报Vol．38

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于氮化碳纳米粒子荧光检测金离子[J]. 庄欠粉,曹伟,吴琦,倪永年.  高等学校化学学报. 2016(09)
[2]一步合成硫、氮共掺杂的碳量子点及其在Fe3+检测中的应用[J]. 张文宇,常青,周雨锋,魏志佳,李凯凯,胡胜亮.  发光学报. 2016(04)
[3]计算机模拟冠醚和穴醚对钠钾离子的选择[J]. 林英武,王平.  大学化学. 2007(01)



本文编号：3308145