荧光碳量子点的制备及其在环境分析中的应用

发布时间：2023-04-21 02:39

　　荧光碳纳米材料,特别是碳量子点(CQDs),由于其非凡的性能,包括出色的光学性能和高光稳定性,良好的分散性和生物相容性,低毒性和丰富的活性位点,引起了科学界的日益关注。研究表明,杂原子掺杂或表面功能化能够填充表面缺陷,稳定荧光性质,增加活性位点,拓宽应用范围。近年来,利用CQDs作为荧光探针直接高选择性检测痕量金属离子,或直接作为可见光催化剂或与其他半导体光催化剂复合以提高光催化活性的研究层出不穷,本论文通过对CQDs进行不同层次的改性,制备出了氮掺杂碳点(N-CDs)、氨基功能化碳点(PEI-CQDs)和碳点-半导体光催化剂复合材料(BiOI/CQDs),对其性能进行研究并应用于环境分析领域,具体研究内容如下:(1)利用氨三乙酸(NTA)作为原料通过一锅水热法合成氮掺杂碳点(N-CDs),NTA同时作为碳源和氮源,无需其他试剂。利用所获得的N-CDs构建检测Fe³⁺离子的新型传感平台。我们提出并证实了Fe³⁺淬灭N-CDs荧光的机理,并将其淬灭行为归因于铁络合物的形成。(2)以杨桃为碳源开发了绿色合成氨基功能化碳量子点的方法,克服了以前方法...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 碳量子点概述
        1.1.1 碳量子点的结构与组成
        1.1.2 碳量子点的光学特性
        1.1.3 碳量子点的化学修饰
    1.2 碳量子点的制备
        1.2.1 自上而下法
        1.2.2 自下而上法
    1.3 碳量子点的应用
        1.3.1 生物医学
        1.3.2 荧光传感器
        1.3.3 光催化
    1.4 本文选题意义和主要研究内容
        1.4.1 选题目的和意义
        1.4.2 主要研究内容
2 水热合成氮掺杂碳量子点及在Fe³⁺检测中的应用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 氮掺杂碳量子点的制备
        2.2.3 氮掺杂碳量子点的性质表征
        2.2.4 荧光量子产率的测量
        2.2.5 不同种类的金属离子对荧光传感体系的干扰性实验
        2.2.6 氮掺杂碳量子点检测Fe³⁺的条件优化
        2.2.7 碳量子点荧光探针检测不同浓度的Fe3+

    2.3 结果与讨论
        2.3.1 N-CQDs的形貌表征
        2.3.2 N-CQDs的表面结构表征
        2.3.3 N-CQDs的光学性质
        2.3.4 N-CQDs的选择性和抗干扰性
        2.3.5 N-CQDs高选择高灵敏的检测Fe³⁺

        2.3.6 N-CQDs检测Fe³⁺的机理研究
    2.4 本章小结
3 杨桃为碳源制备氨基功能化碳量子点及在Cu²⁺检测中的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 氨基功能化碳量子点的制备
        3.2.3 氨基功能化碳量子点的性质表征
        3.2.4 荧光量子产率的测量
        3.2.5 不同种类的金属离子对荧光传感体系的干扰性实验
        3.2.6 氨基功能化碳量子点检测Cu²⁺的条件优化
        3.2.7 氨基功能化碳量子点荧光探针检测不同浓度的Cu²⁺

    3.3 结果与讨论
        3.3.1 PEI-CQDs的形貌表征
        3.3.2 PEI-CQDs的表面结构表征
        3.3.3 PEI-CQDs的光学性质
        3.3.4 PEI-CQDs的选择性和抗干扰性
        3.3.5 PEI-CQDs的条件优化
        3.3.6 PEI-CQDs高选择高灵敏的检测Cu²⁺

    3.4 本章小结
4 BiOI-CQDs复合材料的制备及在光催化降解Rh B中的应用
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与仪器
        4.2.2 BiOI-CQDs复合材料的制备
        4.2.3 材料表征及光催化性能测试
        4.2.4 RhB降解实验的条件优化
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 BiOI/CQDs复合材料的形貌表征
        4.3.2 BiOI/CQDs复合材料的物相分析和红外光谱
        4.3.3 BiOI/CQDs复合材料的XPS分析
        4.3.4 BiOI/CQDs降解Rh B实验条件优化
        4.3.5 光催化性能研究
        4.3.6 光电流和电化学阻抗分析
        4.3.7 紫外可见漫反射光谱分析
        4.3.8 光催化机理
    4.4 本章小结
5 本文总结
致谢
参考文献
附录



本文编号：3795667

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