荧光碳纳米点的制备及其应用研究

发布时间：2016-12-27 07:24

  本文关键词：高温热解法一步合成新型荧光碳点及其应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《河南师范大学》 2015年

荧光碳纳米点的制备及其应用研究

庞胜彬  

【摘要】：从2004年Xu研究小组首次发现荧光碳点以来,其就以生物相容性好、毒性低、光稳定性和化学稳定性强、潜在应用丰富等特点受到了科研工作者们的密切关注。经过人们十余年的努力,碳点的制备方法层出不穷,碳源极其丰富,所合成的碳点性能也很优良。除此之外,碳点在细胞标记、生物成像、分析检测、光催化、光电材料的制备等方面得到了广泛的应用。本文的主要研究工作概括如下:(1)通过微波热解DL-苹果酸和乙二胺一步合成了荧光碳点。所合成的碳点尺寸分布集中,荧光量子产率高达16%。不仅如此,碳点还具有良好的水溶性和耐光性,在高温、高盐环境中也呈现出了较高的稳定性。此外,Cu2+通过动态猝灭过程猝灭碳点的荧光,然而,随着鸟嘌呤的加入,其荧光得到恢复。基于此,可利用碳点-Cu2+体系高灵敏地识别鸟嘌呤。将此体系应用于鸟嘌呤含量的检测,检出限为1.02×10-8 mol L-1。对于鸟嘌呤的常见共存物,100倍浓度的腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和尿嘧啶对鸟嘌呤的检测没有明显的干扰。与检测鸟嘌呤的其它探针相比,该体系也表现出灵敏度高,选择性好的优点。本方法已成功应用于尿样和DNA样品中鸟嘌呤含量的检测。(2)探讨了碳点对2,4-二硝基苯酚的响应。碳点本身有很强的荧光,通过利用在碳点溶液中加入2,4-二硝基苯酚后体系荧光强度的变化检测2,4-二硝基苯酚的含量。讨论了体系的紫外-可见光谱、荧光光谱,优化了试剂加入顺序、酸度、介质、温度等影响因素,在最佳实验条件下,该方法检测2,4-二硝基苯酚的含量,检出限为1.12×10-6 mol L-1。不仅如此,碳点对2,4-二硝基苯酚具有很好的选择性和较高的灵敏度,该体系也呈现出检测限低、效率高、线性范围宽等特点。本方法已成功应用于自来水和井水样品中2,4-二硝基苯酚含量的检测,回收率为96.0%~104.0%。(3)本章以玉米芯为碳源分别利用水热法、微波法、超声法和直接碳化法合成碳点,四种方法均可一步完成,操作简单、省时。通过对比,水热法合成的碳点平均粒径最小,量子产率最高;微波法呈现出更高的效率。不仅如此,碳点还可以稳定存在于高盐和高温环境。经过分析其透射电镜、红外光谱、核磁共振谱、X射线衍射和X射线光电子能谱可知,碳点包含-OH、-COOH、-NH2、C=C等官能团,且可以成功应用于斑马鱼活体成像。

【关键词】：
【学位授予单位】：河南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O657.3;O613.71
【目录】：

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