基于氮掺杂石墨烯量子点/硫化镉纳米晶电化学发光传感器检测硫化氢

以柠檬酸和氨水为原料,用水热法制备了氮掺杂石墨烯量子点(NGQDs),与硫化镉纳米晶(CdS NCs)复合,构建了固态电化学发光(ECL)传感器,用于硫化氢(H₂S)的检测。采用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对NGQDs和CdS NCs进行了表征,同时对传感器的ECL和电化学行为进行了系统研究。结果表明,以H₂O₂为CdS NCs的共反应试剂时,NGQDs可增强CdS NCs的ECL信号,并且NGQDs/CdS NCs的稳定性增加。H₂S存在下,S^2-与过量的Cd²⁺发生键合作用,ECL值降低。在最优条件下, ECL变化值与H₂S浓度(2.0×10^-10～2.0×10^-5 mol/L)的对数呈良好的线性关系,检出限为6.7×10^-11 mol/L。采用本传感器测定血清中H₂S浓度,加标回收率为92.7%～103.8%。     

Cu2+修饰的氮掺杂石墨烯量子点荧光传感器检测2-巯基苯并噻唑的研究

采用一步水热合成法制备了氮掺杂石墨烯量子点(N-GQDs),量子点表面的特定官能团与Cu~(2+)进一步结合后,形成N-GQDs-Cu~(2+)络合物,有效地猝灭了荧光。加入2-巯基苯并噻唑(MBT)时,由于MBT与Cu~(2+)具有强作用力,使得Cu~(2+)从量子点表面解离下来,量子点荧光恢复。据此构建了一种基于Cu~(2+)修饰的氮掺杂石墨烯量子点的高灵敏荧光传感器用于MBT的检测。在最佳实验条件下,MBT在0.4～40.0μmol/L浓度范围内与荧光恢复强度呈良好线性,检出限为0.1μmol/L。该方法用于实际水样中MBT的检测,加标回收率为95.0%～101%。     

基于新型多孔TiO2复合CdS量子点的电化学发光传感器用于检测铜离子

以金属有机骨架MIL-125(Ti)作为前驱体,通过高温煅烧制备了一种新型多孔二氧化钛(P-TiO2),然后以聚乙烯亚胺(PEI)作为交联剂,通过酰胺键将3-巯基丙酸稳定的硫化镉量子点(CdS QDs)负载于P-TiO2表面,制备了P-TiO2/CdS QDs复合材料,用于修饰玻碳电极,构建了一种灵敏的电化学发光(EC...     

猝灭-恢复型电化学发光传感器测定抗坏血酸的研究

制备了氮硫掺杂石墨烯量子点(NSGQDs),并将其修饰在金电极表面.基于NSGQDs良好的电化学发光(ECL)特性,以其为探针,进一步将铜-金属有机框架(Cu-MOF)修饰于该电极表面,构建了猝灭-恢复型ECL传感器用于抗坏血酸的高灵敏检测.由于NSGQDs表面存在大量氨基,当Cu-MOF存在时,NSGQDs的ECL信...     

氮掺杂石墨烯量子点的激发波长依赖性发光研究

激发波长依赖发光是碳基荧光材料中有趣的光学性质之一,其在不同激发波长下呈现的多彩发光对某些实际应用很重要.本文以氧化石墨烯为碳源,采用酸氧化法制备了尺寸约为3~5nm的少层石墨烯量子点(GQDs),然后将其与乙二胺(EDA)在160℃下进行水热反应,得到了石墨烯边缘氮掺杂的石墨烯量子点(NGQDs).采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)证实了N-GQDs中酰胺键和胺C-N键的形成.GQDs的吸收主要来自C=C的π-π*跃迁(265nm)和C-O相关的n-π*跃迁(340nm),而N-GQDs中出现了C(=O)NHR相关的新能级(386nm).GQDs荧光峰随着激发光波长的移动Δλem/Δλex呈现线性变化,斜率约为0.43,而N-GQDs的Δλ_(em)/Δλ_(ex)出现两段线性变化,激发波长在420nm以后斜率增大到0.78,表明C(=O)NHR相关的荧光偶极子具有更强的激发波长依赖性发光特性.     

大尺寸石墨烯量子点组装体的制备及电化学发光性能

对氧化石墨烯纳米材料进行HNO₃氧化处理, 制备了水溶性好且具有强电化学发光(ECL)活性的大尺寸石墨烯量子点组装体(Large-sized graphene quantum dot assemblies, LSGQD-NAs). 利用透射电子显微镜(TEM)、 原子力显微镜(AFM)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和拉曼光谱(Raman)等方法对其进行了表征, 结果表明, 石墨烯量子点组装体的平均高度为20 nm, 且富含大量的羟基和羧基. 电化学测试结果显示, 在共反应物K₂S₂O₈存在下, LSGQD-NAs在阴极产生很强的ECL(峰值约在685 nm); 并推测了其ECL反应机理, 发现LSGQD-NAs容易通过中心未氧化的石墨烯π-π作用于GC电极表面进行组装修饰. 本研究为基于石墨烯量子点ECL传感器的研究提供了新方法.     

氮硫掺杂碳点的制备及检测铜离子

以柠檬酸为碳源,通过水热合成制备N、S掺杂的蓝色荧光碳点（NS-CDs）,用于实际样品中铜离子检测。采用高分辨率透射电子显微镜、X射线衍射光谱、红外吸收光谱、X射线光电子能谱、荧光光谱对其结构、组成和光学性质进行表征。结果表明,NS-CDs分散性好,尺寸分布在0.6~2.2 nm之间,具有无定形碳的结构;碳点表面含有羟基、羧基、酰胺等官能团,C、N、O和S元素质量分数别为54.01%、24.49%、19.39%及2.11%;该碳点具有良好的耐盐性、pH稳定性、光稳定性,其荧光量子产率为25%。基于Cu²⁺离子与碳点表面多个官能团发生相互作用形成聚集的网络结构,导致荧光猝灭的现象,建立了检测Cu²⁺的荧光分析新方法,本方法对Cu²⁺离子具有良好的选择性和较高的灵敏度,在0.2~10、10~50和50~100 μmol/L范围均有良好的线性响应,检出限为41 nmol/L（S/N=3）满足《土壤环境质量标准》对土壤中Cu²⁺检测国家标准的要求（6.25 mmol/L）。测定了实际土壤中Cu²⁺的含量,检测结果为2.55 μmol/L,加标回收率在104.9%～105.6%之间,实现了Cu²⁺的快速、灵敏、高选择性检测。     

氮、硫掺杂碳量子点的合成及光电性能的研究

本文以柠檬酸钠和L-半胱氨酸为原料,在最佳合成时间为8 h、最佳合成温度为190℃、最佳合成原料比(柠檬酸钠∶L-半胱氨酸比为0.8 g∶0.8 g)条件下,用一步水热法制备氮、硫掺杂碳量子点(N,S-CQDs),并用场发射透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶转换红外光谱(FT-IR)等技术对N,S-CQDs的形貌和结构进行表征,利用紫外可见光谱(UV-Vis)和荧光光谱考察N,S-CQDs的荧光性能;利用电化学分析仪研究N,S-CQDs的电化学性能。结果表明,与CQDs相比,N,S-CQDs粒径较小,分散性良好,最大发射波长较长,其表面官能团更加丰富,荧光量子产率较高(33.5%),表现出更优异荧光性能和电化学性能。     

基于柠檬酸的石墨烯量子点的制备及其应用

石墨烯量子点（GQDs）是一种新型碳基准零维材料,不但具有石墨烯的独特平面结构,同时具备碳点的量子限制效应和边界效应。GQDs具有独特的光学性质、低毒性、高荧光稳定性和高生物相容性,被广泛应用于检测、传感、催化、细胞成像、药物递送和污染治理等领域。GQDs的合成分为自上而下法和自下而上法,前者将大尺寸的石墨烯、石墨、碳材料切割成纳米级的量子点,后者使用不同的前驱体,通过水热法、热裂解法等方法合成石墨烯量子点。柠檬酸（CA）是一种重要的有机酸,室温下是白色结晶状粉末,是自下而上法合成GQDs的一种常用前驱体,近年来有许多关于以CA为前驱体合成不同GQDs的研究,以CA为前驱体合成的GQDs（CA-GQDs）在生物医药、荧光检测、成像等领域均有应用,具有较好的应用前景。对近年来基于CA的合成方法和具体应用进行了总结和回顾,旨在将现有CA-GQDs的相关成果尽可能汇总和展现,以对相关领域研究工作者提供一定参考,并对未来CA-GQDs较有前景的研究方向进行了展望。     

基于石墨烯修饰的铜离子印迹电化学传感器研制与应用

以铜离子为模板离子,多巴胺为功能单体,采用电聚合法在石墨烯修饰碳电极表面成功制备对铜离子有高选择性和高灵敏性的印迹电化学传感器。采用差分脉冲伏安法和循环伏安法对该印迹传感器的电化学行为进行详细研究。优化检测条件,该印迹电化学传感器的响应电流与铜离子浓度的负对数在5×10_-6~5×10_-11 mol/L的浓度范围内呈良好的线性关系,最低检测限为1.0 × 10_-11mol/L。该印迹电化学传感器成功用于实际水样中的微量铜离子分析。     

氮硫掺杂荧光碳量子点对水中汞离子的检测

基于Hg2+对碳量子点的荧光猝灭机制,建立了氮硫掺杂荧光碳量子点对水中Hg2+的快速检测方法。以柠檬酸钠、废水和二硫化四甲基秋兰姆作为碳、氮和硫源,通过一步水热法合成荧光碳量子点（CQDs）。考察了其光谱性质及pH值、反应时间、组分含量对荧光强度的影响,在其对Hg2+的检测过程中进一步考察荧光猝灭与反应时间、pH值的关系,并对猝灭反应动力学机理进行了分析。实验结果表明,Hg2+对CQDs的荧光猝灭反应快速,且溶液pH 7.0时荧光猝灭效果最优;荧光CQDs对Hg2+的荧光响应具有很好的选择性和抗干扰能力。在优化条件下,基于荧光CQDs的检测方法对Hg2+的检出限为0.95 μg/L,线性范围为1～6 μg/L。以地表水考察该方法的准确性,水样的加标回收率为100%～126%,相对标准偏差（RSD）为0.31%～3.9%。该方法适合于废水中Hg2+的现场、快速、便捷检测。     

微波一步法制备氮掺杂碳量子点及其对蛇莓中Cu2+的检测

以维生素C(Vc)为碳源,尿素为氮源,经微波一步法制备得到一种具有高荧光强度的氮掺杂碳量子点。所合成的氮掺杂碳量子点富含-OH、-NH_2和C=O等基团,平均粒径约为4.1 nm,在365 nm紫外光照射下发射出明亮的蓝色荧光。基于氮掺杂碳量子点能与铜离子相互作用进而建立一种快速检测Cu~(2+)的方法。当Cu~(2+)浓度在1～18μmol·L~(-1)之间,氮掺杂碳量子点的荧光猝灭强度(F/F_0)随Cu~(2+)浓度的增加而线性下降,检出限(S/N=3)达0.19μmol·L~(-1)。将该方法应用于蛇莓中痕量铜的荧光检测,加标回收率为100.3%～107.3%之间,RSD在0.23%～1.2%之间。     

氮掺杂石墨烯量子点/钯纳米复合材料的研究

铂基催化剂因具有高催化活性、高稳定性而成为极其重要的能源转化催化剂。本文采用水热法合成氮掺杂石墨烯量子点支撑的钯纳米复合材料(Pd@N-GQDs),并将其用于碱性介质中甲醇的电催化氧化反应。实验结果表明,相比同类型材料钯负载于石墨烯纳米片(Pd@GS)、钯负载于石墨烯量子点(Pd@GQDs)和商业钯黑催化剂(Pd@C),Pd@N-GQDs纳米材料具有很高的催化活性和稳定性,并可减少催化剂材料中贵金属的使用量。     

铜离子介导的石墨烯量子点荧光开-关高选择性检测谷胱甘肽

作为一种短肽,谷胱甘肽含有活性巯基,参与细胞内多种反应,因此,检测细胞中的谷胱甘肽具有重要意义。本研究合成了表面富含氨基的石墨烯量子点(GQDs),可与铜离子(Cu²⁺)发生配位反应,聚集诱导荧光猝灭;而Cu²⁺和谷胱甘肽具有更强的配位能力,促使Cu²⁺从GQDs上解离下来,进而导致GQDs荧光的恢复。在pH 6.8的BR缓冲溶液中,谷胱甘肽可在20 min内将Cu²⁺(250μmol/L)猝灭的GQDs (1μg/mL)的荧光恢复,且荧光信号的恢复程度与谷胱甘肽的浓度在20～500μmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为3.4μmol/L。本方法利用Cu²⁺的开-关作用提高了选择性,可用于细胞裂解液中谷胱甘肽的检测。     

富镉离子CdS量子点电化学发光法检测L-半脐氨酸

采用一锅法,通过控制镉硫比合成了表面富镉离子的硫化镉量子点,利用L-半胱氨酸可与量子点表面Cd2+结合,使量子点表面钝化,从而增强其电化学发光信号的性质,实现了对L-半胱氨酸的选择性检测.对合成的量子点进行了表征,优化了检测条件.在优化的条件下,L-半胱氨酸在5.0×10-9~1.0×10-5 mol/L浓度范围内与ECL信号呈良好的线性关系,检出限为1.2×10-9 mol/L(S/N=3).本方法对L-半胱氨酸具有良好的选择性,用于实际样品中L-半胱氨酸的测定,结果令人满意.     

水溶性氮掺杂石墨烯量子点的合成及其对Pb~(2+)的选择性识别研究

以氧化剥离碳纤维法制备的石墨烯量子点(GQDs)为原料,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为氮源和溶剂,采用溶剂热法,制备了氮掺杂的水溶性石墨烯量子点(N-GQDs)。当反应时间小于24h时,N-GQDs的氮掺杂量和发光量子效率随反应时间的延长而增大,同时其荧光颜色逐渐从黄色向绿、蓝转变。N-GQDs的发光量子效率最高可从GQDs的4.0%增加到30.1%。氮掺杂一方面增加了N-GQDs中C—N键含量,另一方面增强了N-GQDs的结构有序性,从而提高了其发光量子效率。作为荧光探针,N-GQDs对水溶液中的Pb~(2+)具有良好的识别作用。荧光滴定实验证明,在8.0×10-7 mol/L~1.5×10-4 mol/L的线性范围内,以NGQDs为荧光探针,可以有效测定水溶液中Pb~(2+)的浓度。与未掺杂的GQDs相比,氮掺杂显著提高了石墨烯量子点对Pb~(2+)的选择性。     

耐酸性及抗离子干扰氮掺杂碳量子点检测Fe(Ⅲ)北大核心CSCD

以柠檬酸和甲基红分别为碳源和氮源,采用一锅法一步水热制备尺寸均匀(平均3.99 nm)、表面富含酚羟基、氨基、羧基等功能团的氮掺杂碳量子点(Fe-N-CQDs),该材料有良好的水分散性、酸碱缓冲性和Fe(Ⅲ)的强选择性。以Fe-N-CQDs为荧光传感器,可在低pH值(1.5)和常见金属阳离子(0.5 mmol/L,Zn^(2+)、Cr^(3+)、Ca^(2+)、Hg^(2+)、Ni^(2+)、Na^(+)、Mg^(2+)、Al^(3+)、Cd^(2+)、Co^(2+)、Mn^(2+)、Zn^(2+)、Fe^(2+)、Cu^(2+)、Pb^(2+))共存条件下,对富含金属的酸性废水、酸化保存的天然水样中Fe(Ⅲ)实现准确的荧光识别检测,线性范围和检出限分别为2.3~200μmol/L和2.3μmol/L。为酸性环境水体中Fe(Ⅲ)的检测提供有效的荧光探针,解决CQDs选择性不强及不适用于低pH值的问题。     

石墨烯量子点/PtAu复合电极应用于四环素的电化学检测

制备了石墨烯量子点(GQDs)、Pt和Au纳米粒子修饰玻碳电极(GQDs/PtAu/GCE),并应用于四环素(TTC)的电化学检测。研究TTC在GQDs/PtAu/GCE上的电催化行为和反应机理。GQDs/PtAu/GCE复合电极的形貌和性质通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)和电化学技术表征。研究结果表明,GQDs/PtAu/GCE对TTC的电化学氧化具有良好的催化行为,氧化过程出现2个阳极峰,其中高电位氧化峰较稳定。通过计算得出,TTC电催化氧化是2电子转移的催化反应,电子转移速率常数k_s为100.6/s。采用循环伏安法检测高浓度TTC,氧化峰电流与其浓度在1.0×10~(-4)～0.2 mol/L范围呈现良好的正相关性。采用安培法检测低浓度TTC,催化电流与TTC浓度呈现两段线性区间,线性范围分别为5.0×10~(-7)～3.5×10~(-5) mol/L(I_p=18.59c_(TTC)+0.0364,R~2=0.9922),4.5×10~(-5)～2.25×10~(-4) mol/L(I_p=3.368c_(TTC)+0.5744,R~2=0.9942),方法的检出限为1.5×10~(-7) mol/L。该GQDs/PtAu/GCE修饰电极具有良好的稳定性和重复性,应用于实际样品中TTC的测定,加标回收率为95.6%～105.7%。