微波法制备掺氮碳点及其用作探针检测铁离子

为了研究氮掺杂对纳米碳点荧光发射行为的影响和探索掺氮碳点的快速制备途径,以2-氨基对苯二甲酸为前驱体,与不同的修饰剂一起溶解于去离子水中,经微波辐射3 min,一步法合成了新型掺氮碳点。实验结果表明:制备的掺氮碳点水溶性好,发蓝色荧光,且发射行为不依赖于激发波长;颗粒近似为球形,尺寸5～8 nm,晶面间距为0.23 nm,接近石墨碳(100)面晶格结构;Fe~(3+)通过与掺氮碳点表面含氧基团的络合配位,可有效地猝灭其荧光,Fe~(3+)浓度在5～60μmol·L~(-1)的范围内与相对荧光强度呈现良好的线性关系,检出限约为1.01μmol·L~(-1),可以作为检测Fe~(3+)浓度的荧光探针。     

油溶性CdSe量子点荧光探针直接检测农药水胺硫磷

基于农药水胺硫磷对油溶性CdSe量子点荧光猝灭的现象,建立了一种简单、快速、直接检测农药水胺硫磷的新方法。在最佳实验条件下,油溶性CdSe量子点的荧光猝灭程度与水胺硫磷浓度在2.30×10-7～1.09×10-5 mol·L-1范围内呈较好的线性关系,相关系数为0.999 9,对水胺硫磷的检出限为1.1×10-7 mol·L-1。本法已成功用于大米和小麦面粉样品中水胺硫磷农药残留的检测,加入回收率在93.3%～105.0%之间,结果满意。结合紫外-可见吸收光谱及时间分辨荧光光谱,探讨了水胺硫磷对油溶性CdSe量子点荧光猝灭的机理。研究结果表明,水胺硫磷能有效改变油溶性CdSe量子点的表面状态,增大了表面缺陷和非辐射重组的发生,从而使油溶性CdSe量子点的荧光猝灭。     

氮掺杂碳量子点的合成及作为荧光探针对Hg~(2+)的检测

与传统量子点相比,碳量子点作为一种新型的荧光碳纳米材料,由于其良好的生物相容性、易于表面功能化、低毒性等优点受到了广泛关注。采用柠檬酸为碳源,氨水为氮源,热解法制备出水溶性好的氮掺杂碳量子点(NCDs)。透射电镜(TEM)观察NCDs的粒径在3nm左右;X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FIIR)证明NCDs的表面被羧基、氨基、羟基、羰基等官能团功能化,说明NCDs有很好的水溶性。研究还发现Hg~(2+)对NCDs的荧光有良好的猝灭作用,可作为荧光探针检测水中Hg~(2+)含量。在PBS缓冲液中(0.1mol·L~(-1) pH 7.0),NCDs的荧光猝灭率(F/F0)与汞离子浓度在0.001~0.1μmol·L~(-1)之间存在良好的线性关系,检出限为2.1nmol·L~(-1)。该方法灵敏度高、选择性好、方法简便,可应用于Hg~(2+)快速、灵敏的检测。     

基于碳点荧光比率探针的构建及在检测汞离子中的应用

碳点作为新型的碳纳米材料,由于其独特的光学性能及化学稳定性而得到了广泛的关注。本文通过将碳点共价连接到硅包裹的碲化镉量子点的表面,设计合成了基于碳点和量子点的双发射比率探针。研究表明,汞离子能够特异性的猝灭碳点的荧光,并且汞离子浓度与探针荧光强度的关系曲线在500~2.1×104 nmmol·L-1范围内成良好线性关系,该方法的检出限为4.7×10-10 mol·L-1。     

三苯甲基改性油溶性碳量子点合成及其在发光器件中的应用

碳量子点团聚将导致严重荧光猝灭,大幅降低其发光效率,阻碍了其作为发光材料在显示和照明器件中的应用。通过主客体掺杂方案可有效解决上述问题,但水溶性的碳量子点不能和有机的主体材料相匹配。针对该问题,本文通过在碳量子点表面接枝亲油性的芳香类官能团,保证碳量子点油溶性的同时使其具备一定的载流子传输性能,采用该方案制备出发光峰在533 nm、荧光量子产率为43%的黄色油溶性碳量子点。将该碳量子点分散到聚甲基丙烯酸甲酯中涂敷在紫外发光二极管(365 nm)灯珠表面,制备的光致发光器件发出明亮黄光(560 nm),最大亮度达到23 000 cd/m~2。进一步将该碳量子点掺杂到聚乙烯基咔唑中作为发光层,制备了主客体掺杂的电致发光器件,器件的发射峰位于552 nm,最大亮度达到35.07 cd/m~2。上述研究表明,合成油溶性的碳量子点发光材料并将其掺杂到母体材料中作为发光层,可有效抑制碳量子点团聚诱导荧光猝灭问题,对发展高性能碳量子点基发光器件具有重要意义。     

碳量子点荧光猝灭法测定饮料中日落黄

以柠檬酸为碳源制备碳量子点(CQDs),所得碳量子点被394 nm的光激发后在484 nm处有较强的荧光发射,最大吸收波长为482 nm的日落黄能强烈猝灭碳量子点的荧光。基于该现象,发展了一种以碳量子点为荧光探针测定日落黄的分析方法,并探讨了荧光猝灭机理。在选定的实验条件下,该分析方法的线性检测范围为0.1~100μmol/L,检出限(3σ/k)为0.051μmol/L。     

利用L-半胱氨酸修饰的碳量子点作为荧光探针检测甘氨酸

甘氨酸是结构最为简单的氨基酸,以其为基石可以演变成各种复杂的人体所需的氨基酸,其本身不具有荧光特性。本文以柠檬酸为碳源,利用L-半胱氨酸作为修饰剂,合成了新的高荧光产率的碳量子点。经实验分析发现,合成的碳量子点的荧光能够被Pd(Ⅱ)显著猝灭,有趣的是,若在猝灭体系中加入适量的不具荧光特性的甘氨酸,可使猝灭的荧光恢复。基于碳量子点这种荧光"开-关"的模式,建立起一种快捷检测甘氨酸的新方法。在最优实验条件下,CDs-Pd(Ⅱ)体系检测甘氨酸的线性范围为9.0×10~(-7)~1.2×10~(-5)mol·L~(-1),检出限为1.1×10~(-7) mol·L~(-1)。     

水热法制备S、N共掺杂碳点及其银离子的荧光检测

以通过氢键形成分子单元的异硫氰酸胍为掺杂剂,采用一锅水热法制备了具有明亮蓝色荧光的S、N共掺杂碳点.结构表征显示,N和S元素能够通过杂环原子和碳点表面官能团的形式充分掺杂.该碳点溶液的光致发光最佳激发波长为395nm,对应发射谱从"激发独立"变为"激发依赖".在碳点的形成过程中,出现了一些分子级荧光团,随着碳化过程以表面官能团的形式键合在碳点的表面,这为该碳点作为银离子检测的传感探针提供了可能.碳点溶液荧光强度和银离子浓度在不同浓度范围内成线性关系,基团-S-C≡N能够促进银离子对碳点溶液荧光的猝灭效应.该碳点溶液制备方法简单、性能优异,为高效检测工业污染物中银离子的应用提供了一种可能的途径.     

量子点CdSe／ZnS的浓度对其荧光的影响研究

影响量子点荧光特性除了量子点尺寸因素外,其溶液浓度也会对其荧光特性起很重要的作用。但到目前,还未见到有关量子点 CdSe／ZnS 在溶液中浓度对其荧光影响的详细报道。为了掌握影响量子点CdSe／ZnS荧光特性的因素及其物理机制,利用紫外-可见吸收光谱仪和荧光光谱仪测量了尺寸为4 nm的量子点CdSe／ZnS在氯仿中不同浓度下的吸收光谱和荧光光谱,并侧重研究了量子点CdSe／ZnS的浓度对其发光特性的影响并分析了其物理机制。结果表明量子点对光谱的吸收随其浓度的增加而增大,但其发光却具有一个最佳浓度2μmol·L－1。当量子点的浓度＞2μmol·L－1时,量子点的荧光强度随着量子点浓度的增加而降低,而当量子点的浓度＜2μmol·L－1时,量子点的发光强度则随其浓度的降低而降低。其原因主要有两个：（1）荧光猝灭效应;（2）荧光发射与光吸收的竞争效应。当量子点的浓度＞2μmol·L－1时,由于量子点之间相距太近（仅为94 nm）而引起了荧光猝灭效应,且其荧光猝灭效应随量子点间距的减小而增大,且因为吸收过大,导致受激的量子点并未增加,因此,其荧光随浓度的增加而降低。而当量子点的浓度＜2μmol·L－1时,因为量子点之间的距离足够大,不再引起荧光猝灭效应,其荧光强度取决于单位体积内的量子点的个数,单位体积内量子点的个数越多,其发光强度越强。因此其发光强度随量子点溶液的浓度降低而降低。     

以香烟过滤嘴为原料制备碳量子点应用于多巴胺的测定

以香烟过滤嘴为原料,采用水热法制备碳量子点;基于多巴胺能猝灭碳量子点荧光的实验现象,发展了一种以碳量子点为荧光探针、在p H=8.0的磷酸盐缓冲溶液中测定多巴胺的分析方法,并探讨了荧光猝灭机理。在选定的实验条件下,当多巴胺浓度在1.2~84.0μmol/L范围内时,荧光强度的猝灭值与浓度呈良好的线性关系,方法的检出限(3σ/k)为0.80μmol/L。采用该方法对实际样品中的多巴胺进行测定,结果满意。     

氮掺杂发光碳纳米点的研究探索

采用微波法制备了氮掺杂碳纳米点。通过调控碳纳米点中氮元素的掺杂含量和表面的化学环境,实现了对碳纳米点发光特性的调控。在此基础上,可实现完全基于氮掺杂碳纳米点的荧光墨水、比率型荧光探针及光泵浦激光。研究目的在于探索氮掺杂碳纳米点的发光机理,揭示影响碳纳米点荧光量子效率的因素及其在生物成像、传感、防伪、信息存储、激光等领域的应用。     

表面修饰的ZnS:Mn量子点的发光性质及其对生物分子的检测

采用水热法制备了ZnS:Mn量子点,探讨了掺杂离子浓度对ZnS:Mn量子点的晶体结构和发光性质的影响。通过荧光光谱对样品进行表征。结果表明:掺杂离子的摩尔分数达到2%时,ZnS:Mn量子点在595 nm附近的发光最强;继续增加掺杂浓度反而出现荧光猝灭的现象。本文还研究了表面修饰对量子点形貌和发光性质的影响。通过透射电子显微镜(TEM)观察样品的形貌,发现经过3-巯基丙酸(MPA)修饰后的样品表面团聚现象得到改善,并且尺寸单一、单分散性较好,平均粒径约为5 nm。经过修饰后的样品减少了表面非辐射性缺陷中心,使掺杂Mn2+所引起的595 nm附近的发射峰强度增大。将MPA修饰后的ZnS:Mn量子点与牛血清白蛋白(BSA)分子进行生物偶联,并利用BCA法对偶联上的蛋白含量进行定量检测,结果显示经过修饰后的量子点偶联蛋白的能力更强。     

柿子叶制备碳量子点的光谱性质及对Fe3+的荧光探针

碳量子点作为碳纳米材料中的新成员,具有较高的光学稳定性、低毒性、良好水溶性、原料来源广泛、制备方法多样等多种优点,在分析检测、生物标记、光催化降解以及环境监测等领域具有广泛的应用前景, 对碳量子点的研究引起了国内外学者极大兴趣。水中Fe3+含量的超标会对生活饮用和工业生产造成一定的危害,所以准确快速地检测水中Fe3+的含量,对人体健康具有重要的意义。目前,对Fe3+进行检测的方法有伏安法、荧光光谱法、电化学法以及火焰原子吸收光谱法等,其中荧光光谱法具有快速响应和方法简便的特点,比其他方法更有优势。以柿子叶为碳源,采用水热法制备了发蓝绿色荧光的碳量子点,通过X射线衍射、高分辨透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见吸收光谱及荧光光谱等技术对碳量子点的结构、微观形态和光谱学性质进行了详细表征。柿子叶制备的碳量子点呈现为分散均匀的球形颗粒,颗粒平均直径大约5.9 nm,碳量子点颗粒表面具有丰富的含氧官能团,在277 nm有明显的紫外吸收,可归因于C═O的n→π*跃迁。碳量子点的发射波长和荧光强度具有明显的激发依赖性,在410 nm光激发下,发射波长峰值为498 nm且荧光峰最强,荧光寿命为4.59 ns。采用多种金属离子对柿子叶制备的碳量子点在荧光传感方面进行了探究,分析发现该碳量子点对金属Fe3+具有极高的选择性,可作为荧光探针检测水中微量的Fe3+含量,其荧光猝灭率F₀/F与金属Fe3+浓度在1~120 μmol·L-1范围内呈现良好的线性关系（R2 = 0.992）,猝灭常数和最低检出限分别为8.84×103 L·mol-1和0.21 μmol·L-1,最低检出限数值明显小于最近一些文献的报导结果。该工作提供了一种原料天然、操作简单、成本低廉的制备工艺,开发了荧光检测水中微量金属铁离子的新方法。     

硫杂杯[4]荧光探针的离子识别及分子逻辑门研究

以硫杂杯[4]芳烃为母体,在其1,3-位连接羟乙基邻苯二甲酰亚胺,2,4-位以三氮唑为连接基,将苄基引入硫杂杯[4]芳烃的下沿,得到硫杂杯[4]-邻苯二甲酰亚胺衍生物荧光探针(s1)。探针s1发射强烈荧光,在CH₃CN介质中的相对荧光量子产率为0.43。在DMF/H₂O介质中,以310 nm为激发波长,Fe3+能选择性猝灭探针s1在390 nm处的荧光;在CH₃CN介质中,以245 nm为激发波长,I-能选择性猝灭探针s1在310 nm处的荧光,光谱滴定和等温滴定量热均测出探针s1与Fe3+或与I-形成1∶1配合物,结合常数均达105。结合自由能表明配合为自发过程。荧光猝灭检测Fe3+和 I-的浓度线性范围分别为1.0×10-7～1.6×10-4 mol·L-1和1.0×10-7～8.5×10-5 mol·L-1,检测限分别为2.30×10-8 mol·L-1和1.17×10-8 mol·L-1。同时,利用识别和竞争配合作用,控制Fe3+和F-的输入使探针s1发射荧光或荧光猝灭,构建了分子水平上的逻辑电路。红外光谱推测探针s1分子中三氮唑基的氮原子参与了识别Fe3+的配位,而探针s1分子中三氮唑环上的芳氢与I-形成氢键而实现识别。     

荧光光谱法研究水溶性L-Cys-CdS量子点与肌红蛋白的相互作用

以L-半胱氨酸为修饰剂,采用配位化学原理合成具有良好水溶性和生物相容性的L-Cys-CdS量子点.采用紫外-可见光谱及荧光光谱,考察了肌红蛋白(Mb)溶液浓度、酸度对L-Cys-CdS量子点荧光性质的影响.结果表明Mb对量子点荧光有猝灭作用,并且Mb的浓度及酸度对荧光猝灭均有影响,并探讨了导致荧光猝灭的原因以及量子点与肌红蛋白相互作用机理.     

基于碳点的荧光探针“关-开”测定卡托普利（英文）

以柠檬汁和尿素为原料,通过一步简单的微波热解制得了含氮荧光碳点（NCDs）。所得碳点发蓝色荧光,量子产率高达53.1%。Hg²⁺可以与NCDs表面基团络合形成非荧光的稳定化合物,导致荧光猝灭。通过荧光猝灭与寿命的关系和紫外-可见光谱的变化情况得出猝灭应属静态猝灭。另外,卡托普利的加入可以使NCDs荧光得以恢复,这是因为Hg²⁺与卡托普利的成键作用强于NCDs,卡托普利的加入使Hg²⁺脱离NCDs表面,荧光得以恢复。在最优化的实验条件下,卡托普利的检测范围是0.25～25μmol·L^-1,检出限为0.17μmol·L^-1。该探针成功地用于卡托普利片剂中有效成分的测试并取得了满意的效果。     

氮、硫掺杂石墨烯量子点的调控制备与Fe~(3+)传感分析

采用一步固相合成方法制备了荧光量子产率高达82%的N,S-GQDs。并通过对制备时间的调控,得到尺寸更大的氧化石墨烯纳米片。与未掺杂GQDs相比,N,S-GQDs表面电子特性及表面化学活性明显改变。所得到的N,S-GQDs可与Fe3+的特异性结合引起电子转移,导致N,S-GQDs的荧光猝灭。据此建立了高灵敏、高选择性传感Fe3+的定量分析方法,检出限为3.3nmol·L-1,线性范围0.01~3μmol·L-1。     

Mn掺杂ZnS量子点与孔雀石绿和隐性孔雀石绿的相互作用

研究了Mn掺杂ZnS量子点与孔雀石绿和隐性孔雀石绿的相互作用。首先采用水热法以壳聚糖为基质,利用成核掺杂原理制备量子点,然后分别采用紫外-可见吸收和荧光光谱技术研究了量子点与孔雀石绿和隐性孔雀石绿的相互作用。结果表明,向初始浓度为20 mg·L~(-1)孔雀石绿溶液中加入200 mg·L~(-1)量子点,60 min孔雀石绿的去除率约为82%,量子点可以光催化降解孔雀石绿,其反应过程符合假一级动力学的假设;量子点对隐性孔雀石绿具有荧光猝灭作用,猝灭作用为动态猝灭,相互作用力为氢键和范德华力,吉布斯自由能小于零,量子点与隐性孔雀石绿的相互作用是一个自发的过程。因此,量子点可以用于光催化降解孔雀石绿和快速无毒检测隐性孔雀石绿。     

杯[4]芳烃纳米粒子的制备及其光谱性质研究

用再沉淀法制备了一种新型的有机纳米微粒子—杯[4]芳烃纳米粒子(CN),通过透射电镜观察其平均尺寸约为40 nm, 与杯[4]芳烃分子相比具有较好的荧光性能。在弱酸性条件下,适量的Fe3+能使其荧光发生明显猝灭,荧光猝灭值与Fe3+的浓度在一定范围内呈良好线性关系,据此建立了一种测定Fe3+的荧光新方法。在最优化条件下,测得Fe3+的线性范围和检出限分别为1.0×10-6～2.4×10-5 mol·L-1和3.1×10-7 mol·L-1。将其应用于水样中三价铁离子的定量分析,回收率和相对标准偏差都令人满意。     

水溶性CdTe@PVP量子点在银离子测定中的荧光特性

水相快速合成CdTe@PVP量子点,其平均粒径为2.6nm,荧光量子产率为47.4％,半峰宽为35.8nm.基于银离子对CdTe@PVP量子点的荧光猝灭作用,建立该量子点作为荧光探针测定银离子的新荧光分析法.在银离子浓度为2.5-17.5μmol·L-1的范围内具有良好的线性关系,相关系数r为0.9999,RSD值为0...