新型荧光碳点的制备及其在Hg2+检测中的应用

以中药材川佛手为碳源,通过高温热解产生的烟制备了平均粒径为6 nm的新型荧光碳点,其最大激发波长285 nm,最大荧光发射波长340 nm。 基于碳点良好的荧光性能及Hg²⁺对碳点荧光的猝灭作用,建立了检测Hg²⁺的新方法。 结果表明,在0.2 mol/L磷酸盐缓冲溶液(pH=7.0)中,响应时间为2 min时,该方法具有良好的选择性和抗干扰能力,检测Hg²⁺浓度的线性范围为0.2~40 μmol/L,相关系数为r=0.9996,检出限为0.052 μmol/L。 当加入2.0和40.0 μmol/L Hg²⁺到实际水样后,相对标准偏差(RSD)和加标回收率分别为0.3%~2.4%和99.5%~101.1%,可用于实际水样中Hg²⁺的分析检测。     

基于金纳米簇探针的荧光猝灭检测铁离子

以D-色氨酸为保护剂和还原剂, 采用水热法快速制备了具有强荧光的金纳米簇(D-Trp@AuNCs); 以其作为荧光探针, 建立了基于荧光猝灭的选择性高灵敏检测Fe³⁺的传感方法. 利用透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)和红外光谱(IR)等手段对制备的金纳米簇进行了表征, 并利用荧光光谱研究了D-Trp@AuNCs的荧光性能. 结果表明, D-Trp@AuNCs具有较好的生物相容性, 其最大激发波长为370 nm, 最大发射波长为460 nm; 向金纳米簇溶液中加入Fe³⁺后, D-Trp@AuNCs的荧光发生明显猝灭, 其猝灭程度与Fe³⁺的浓度在0.3~500.0 μmol/L范围内呈现良好的线性关系, 检出限为33.1 nmol/L(S/N=3). 将该荧光探针用于实际水样中Fe³⁺的检测, 回收率为86.6%~106.5%.     

单分散键合型含铕聚苯乙烯微球的制备与荧光传感性能

制备了一种可定性定量检测水溶液中三价铁离子的含铕聚苯乙烯微球, 分别用固体核磁碳谱(¹³C CP/MAS NMR)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 X射线光电子能谱(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 元素分析、 粒度分析和ζ电位分析等对其化学组成和结构形貌进行表征. 当铕配合物单体用量低于2.5%时, 可以得到稳定的单分散键合型含铕聚苯乙烯微球. 用紫外光激发时, 该含铕聚苯乙烯微球发射铕离子的特征红光. Fe³⁺能猝灭该微球的荧光, 酸根离子和其它金属离子对其干扰较少; 猝灭效率与Fe³⁺浓度在0~300 μmol/L浓度范围内均呈线性关系; 随着铕配合物单体用量的增加, 微球的荧光增强, 其在检测Fe³⁺的荧光时, 猝灭常数(K_SV)增加, 检测限(LOD)下降. 调节铕配合物单体的用量, 可获得热性能优异、 红光发射强度高且稳定性好的单分散聚苯乙烯荧光微球, 对Fe³⁺荧光检测显示出较高的选择性, 在生物检测和环境保护等领域具有较高的应用价值.     

红色荧光碳点的制备及其对过硫酸根的检测

以对苯二胺为碳源,乙醇为溶剂,采用溶剂热法合成红色荧光碳点(R-CDs)。 通过透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)对其进行表征。 合成的R-CDs粒径约为(3.63±0.20) nm。 R-CDs的最大激发和发射波长分别为480和620 nm,具有激发波长独立性,光稳定性好。 基于静态猝灭,R-CDs的荧光可以被过硫酸根(S₂O₈^2-)有效猝灭。 在2.5~120 μmol/L范围内,S₂O₈^2-的浓度与R-CDs的荧光猝灭程度呈线性关系,相关系数(R²)为0.9970,检出限为1.2 μmol/L,具有良好的选择性和高灵敏度。 同时,该荧光传感体系可应用于自来水和湖水样品中S₂O₈^2-的检测。     

基于氮化碳纳米粒子荧光检测金离子

基于金离子[Au(Ⅲ)] 对氮化碳纳米粒子的荧光具有很强的猝灭作用, 构建了一种检测Au(Ⅲ)的荧光传感器. 实验结果表明, 该传感体系检测Au(Ⅲ)的线性范围为0.050~11.0 μmol/L, 检出限(S/N=3) 为22.6 nmol/L. 此外, 该传感器对Au(Ⅲ)的检测具有高选择性, 可用于湖水中Au(Ⅲ)的检测.     

荧光素-层状双金属氢氧化物复合体的发光性能及对Fe3+的荧光识别

采用离子交换法合成了FLN/OS-LDH复合体(FLN: 荧光素, OS: 1-辛烷磺酸钠, LDH: 镁铝型层状双金属氢氧化物), 并研究了其光致发光和对Fe³⁺的识别性能. 固态时, FLN不发光, 而FLN/OS-LDH复合体呈黄绿色荧光(发射波长为565 nm), 是荧光素(FLN)的特征发射光. 在甲酰胺(FM)中可将该复合体方便剥离为胶状悬浮液, 其发射波长发生蓝移, 为绿光发射(531 nm). 研究了复合体剥离液对金属离子的荧光识别特性, 发现其对Fe³⁺的选择性识别能力很强, 远优于其它离子(Mg²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺, Cd²⁺和Hg²⁺). 该复合体与Fe³⁺结合发生荧光猝灭现象, 可将其用作检测Fe³⁺的荧光传感器. Fe³⁺检测限为1.27×10^-7 mol/L, 猝灭常数(K_sv)为3.44×10² L/mol.     

基于苯并吲哚的荧光探针对Al3+的识别及应用

设计合成了一种结构简单且基于苯并吲哚衍生物的荧光探针(H),通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光发射光谱研究了荧光探针H对金属阳离子的识别性能。 结果表明,在乙醇(EtOH)和4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)缓冲液(pH=7.4) (体积比为1:1)的混合溶液体系中,荧光探针H对Al³⁺有专一性识别且不受其它金属阳离子干扰。 探针H与Al³⁺的配合比为1:1,配合常数K_a为0.52×10² mol/L,检测限为1.75 μmol/L。 探针通过荧光发射光谱对水样及食品中的Al³⁺进行了定量检测,具有一定实际应用价值。     

一种可用于检测苦味酸的水溶性共轭聚合物荧光传感器的制备及应用

制备了一种高灵敏的水溶性荧光共轭聚合物(PPE-OBS), 将其用于苦味酸的荧光检测. 利用质谱、 核磁共振波谱和红外光谱等方法对PPE-OBS进行了表征, 并对其检测苦味酸的条件进行了优化. 结果表明, 在硼酸-氢氧化钠缓冲溶液(pH=9.5)中作用20 min, 苦味酸对PPE-OBS荧光的猝灭效率最大. 在最优条件下, PPE-OBS检测苦味酸的线性范围为1.0~60 μmol/L(R²=0.999), 检出限为0.831 μmol/L(S/N=3). 将PPE-OBS制成荧光试纸用于检测环境样品中的苦味酸, 获得了较好的检测结果.     

沉淀聚合制备荧光聚脲微球及Fe3+检测

以异氟尔酮二异氰酸酯为单体, 以氨基功能化的1.8-萘二甲酰亚胺(AABD)为荧光基团, 在水/丙酮质量比为3/7的混合溶剂中, 通过沉淀聚合制备了表面洁净的高度单分散荧光聚脲微球(FPU). 通过FTIR及¹H NMR对AABD及FPU的化学结构进行了表征; 通过UV-Vis光谱确定FPU中嵌入的AABD荧光单元的含量; 通过荧光光谱研究了FPU固体粉末分散在水中及溶解在N-甲基吡咯烷酮中的荧光特性以及FPU分散在不同Fe³⁺浓度水溶液中的荧光变化. 结果表明, FPU的平均粒径(D_n)为5.24 μm, 粒径分布(D_w/D_n)为1.004, 具有强烈的绿色荧光(激发波长为420 nm, 最大发射波长为522 nm); FPU分散在水中不发生荧光自猝灭, 其荧光强度随着Fe³⁺浓度的增加(10^-4 ~10^-3 mol/L)呈线性降低.     

基于镍丝负载氧化镍纳米片的尿酸生物传感器

利用水热法与高温热处理相结合, 在金属镍丝表面制备了氧化镍纳米片, 这些纳米片相互交错, 均匀覆盖于镍丝表面, 其宽度约为数百纳米, 厚度约10 nm. 将镍丝负载氧化镍纳米片吸附固定尿酸氧化酶后, 得到尿酸生物传感器电极, 该电极显示出优异的电化学性能, 其灵敏度达到821.4 μA/(mmol·cm²), 线性检测范围为1~900 μmol/L, 检出限为0.1 μmol/L, 同时具有良好的抗干扰特性. 该尿酸传感器电极易于进行植入式探测或与微流控技术相结合, 为快速、 高灵敏的尿酸检测提供了新途径.     

Immobilization of zirconium-glycerolate nanowires on magnetic nanoparticles for extraction of urinary ribonucleosides

Microchimica Acta - Porous graphitic carbon nitride (g-C3N4) was prepared by a one-step acid etching and ultrasonication process. It is found that the strong blue fluorescence of g-C3N4 (with...     

简便方法合成含铁石墨相氮化碳材料及其催化苯直接羟基化制苯酚（英文）

苯酚是一种重要的基本有机化工原料.全球近90%的苯酚都是经"三步异丙苯法"工艺合成而得,但是该工艺存在单程苯酚收率低(5%)、酸污染严重等不足.同时由于联产丙酮,苯酚的产量也受丙酮市场所制约.由苯经氧化或羟基化一步法合成苯酚是催化化学领域中一项极具挑战的课题.由于苯分子较难活化,而苯酚易于深度氧化,因此研发和设计具有高活性和高选择性的催化剂是该课题的研究核心.因具有诸多特殊的理化性质,石墨相氮化碳(g-C_3N_4)作为一种新型碳质材料近年来在光催化、热催化、燃料电池和气体吸附等领域展示出广阔的应用前景.g-C_3N_4的类石墨层基本单元为大π共轭的三均三嗪环,对苯分子具有良好的吸附和活化能力.目前,g-C_3N_4(尤其是具有高比表面的介孔材料)在苯Friedel-Crafts烷基化和酰基化反应、苯的CO2氧化等反应中均显示了良好的催化活性.尽管如此,由于缺乏合适的氧化活性中心,纯的g-C_3N_4对苯直接羟基化几乎无催化活性.本课题组曾将乙酰丙酮氧钒和氧化钒负载至介孔g-C_3N_4,发现该类催化剂在H2O2参与的苯直接羟基化反应中,苯转化率高达18%,而苯酚选择性大于95%.然而,此类介孔g-C_3N_4均采用硬模板法合成,制备周期长且需要HF溶液蚀刻氧化硅模板.另外,钒基组分在介孔g-C_3N_4表面也存在着部分溶脱现象.本文以FeCl_3和二氰二胺为前驱体,通过一步热解法直接合成了含铁的g-C_3N_4材料(Fe-g-C_3N_4).采用N2吸附-脱附、XRD、TG、FT-IR、UV-vis、XPS光谱和TEM对材料的理化性质进行表征.结果显示,Fe的原位引入能显著提高g-C_3N_4的比表面积和孔体积,且使其依然保持石墨相结构.同时,富N的g-C_3N_4材料能有效地锚定Fe离子,使其均匀地分散在载体表面.作为多相催化剂,Fe-g-C_3N_4在H_2O_2环境下对苯羟基化合成苯酚的反应表现出较高的催化活性.当反应温度为60°C,其苯酚收率最高可达17.5%,且回收使用多次催化剂活性表现稳定.与之前报道的含铁和负载氧化钒或乙酰丙酮氧钒的g-C_3N_4催化剂材料相比,Fe-g-C_3N_4催化剂制备工艺更加简便.     

Facile and efficient fabrication of g-C3N4 quantum dots for fluorescent analysis of trace copper(II) in environmental samples

The facile preparation of g-C₃N₄ QDs with high fluorescent performance has become an important direction in the last decade. Herein, we develop a facile, rapid approach to synthesize highly fluorescent QDs based on recrystallization and ultrasonic exfoliation. Size-controllable graphitic carbon nitride (g-C₃N₄) QDs can be obtained from the precursor of recrystallized dicyandiamide, only 90 min is needed and the size of QDs is adjusted from 5 nm to 200 nm by controlling the ultrasonic time. Moreover, better fluorescent efficiency is also obtained comparing to traditional g-C₃N₄ QDs. The obtained g-C₃N₄ QDs responds to Cu(II) in the 0.5 nmol/L to 30 μmol/L concentration range, with a 0.3 nmol/L detection limit. The method was applied to the determination of Cu(II) in different environmental water samples.     

Facile and efficient fabrication of g-C3N4 quantum dots for fluorescent analysis of trace copper(II) in environmental samples

A facile and efficient fabrication of g-C₃N₄ quantum dots with highly fluorescent based on recrystallization and ultrasonic exfoliation was presented. The obtained g-C₃N₄ QDs was successfully applied to the determination of trace Cu(II) in different environmental water samples.     

检测硝基苯的类石墨氮化碳修饰电化学传感器研究

以三聚氰胺为原料,利用热缩聚法制备了类石墨氮化碳(g-C_3N_4),并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱等方法对其进行表征。然后将g-C_3N_4超声分散于Nafion溶液中,将所得悬浊液修饰到玻碳电极上,制备用于检测硝基苯的电化学传感器(g-C_3N_4/Nafion/GCE)。采用循环伏安法、方波伏安法研究了硝基苯在该电极上的电化学行为。在优化实验条件下,硝基苯在该电极上的方波伏安还原峰电流与其浓度在4.0×10~(-6)~6.0×10-4mol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数(r)为0.999 8,检出限为4.0×10~(-7)mol/L。按照国家标准方法对实际水样进行检测,未检测出硝基苯。配制两个浓度水平硝基苯的模拟水样进行加标回收实验,其回收率分别为102.1%和99.9%。用气相色谱法做对照实验,结果表明本方法与气相色谱法的测定结果无显著性差异。     

利用掺杂诱导的金属-N活性位点和带隙调控提升石墨相氮化碳的光催化产氢性能

由于石墨相氮化碳(g-C3N4)的独特结构和性质,特别是其具有合适的能带结构位置及可调控的晶体结构,被广泛应用于光催化产氢反应中.然而,纯相氮化碳具有较快的光生电荷复合速率,这使其光催化产氢活性较低.目前,利用非金属或过渡金属原子掺杂可有效提升电荷分离速度,从而提高光催化产氢活性.相比于非金属掺杂,g-C3N4的三嗪环...     

Metal ion adsorption from wastewater by g-C3N4 modified with hydroxyapatite: a case study from Sarcheshmeh Acid Mine Drainage

Research on Chemical Intermediates - Hydroxyapatite (Hap) modified graphitic carbon nitride (g-C3N4) powders (Hap/g-C3N4) were prepared and characterized. The sorption activities of g-C3N4 and...     

The g-C3N4 modified by AgBr and ZIF-8 adsorption-photocatalysis synergistic degradation of bisphenol A

Research on Chemical Intermediates - In this work, a ternary complex (g-C3N4/ZIF-8/AgBr) was prepared by modifying the surface of the protonated graphitic carbon nitride (g-C3N4) with...     

Co-MOF作为电子供体用于提高g-C3N4纳米片的可见光催化还原CO2性能（英文）

作为温室效应的主要气体CO2浓度持续上升,已经成为全球环境问题.将CO2光催化还原成可再生能源不仅可以解决CO2带来的温室效应,而且可以将太阳能转化为燃料物质而取代传统意义上的化石能源.实际上光催化的研究可以追溯到1979年,自从Inoue首次报道了光催化CO2和水制取甲酸、甲烷等有机物,人们一直在努力开发高效的CO2转化光催化剂.近年来,随着光催化技术的快速稳定发展,各种半导体光催化剂,如Zn2Ge O4,CdS,Fe3O4,g-C3N4和SrTiO3等,已被开发用于光催化还原二氧化碳.在这些半导体中,有的材料具有较大的带隙导致较低的可见光活性,有的材料具有毒性引起额外的环境问题.因此,寻求具有适度带隙且环境友好的半导体材料是解决全球变暖问题的关键.近年来,g-C3N4因其带隙(约2.7e V)较窄,具有一定的可见光吸收性能,无污染,以及化学和热稳定性良好等特点,被视为理想的可见光响应光催化材料之一.但是,g-C3N4光吸收有限、光生电子空穴复合率较高等缺点严重限制了其光催化活性.为了进一步提高g-C3N4的CO2可见光催化还原活性,国内外研究者开发了许多方法来提高电荷分离效率,进而提高g-C3N4光催化剂的总体活性.在这些策略中,将g-C3N4与具有合适导带位置的其他材料偶联以促进电子空穴分离是提高光催化性能的有效方法之一.由于Co-MOF具有较窄的带隙且导带位置与g-C3N4匹配,我们选择Co-MOF与g-C3N4复合来克服g-C3N4的缺点,进而达到提高其光催化活性的目的.作为电子供体的Co-MOF能够将最低未占分子轨道(LUMO)上的光生电子转移到g-C3N4的导带以促进电荷分离,同时水被g-C3N4价带上的空穴氧化,最终生成氧气,从而提高光催化还原CO2的性能.制备的Co-MOF/g-C3N4纳米复合材料在可见光照射下具有优异的光催化还原CO2性能,约为纯g-C3N4的光催化活性的2倍.一系列分析表明,Co-MOF的引入不仅拓宽了可见光的吸收范围,而且促进了电荷分离,有利于提高g-C3N4的光催化活性.特别是在590nm单波长照射下进行的羟基自由基实验进一步证明了Co-MOF的LUMO上的光生电子可以转移到g-C3N4.该研究结果为基于g-C3N4的光催化体系的合理构建提供了新思路.     

基于氮掺杂碳量子点荧光猝灭效应检测Fe3+

碳量子点光致发光性质取决于尺寸大小和表面官能团的性质.本研究以还原冶炼过程产生的生物质焦油为前驱体,采用小分子乙二胺进行氮掺杂,通过一步水热法合成荧光产率高、分散性能好的氮掺杂碳量子点,基于Fe3+对氮掺杂碳量子点选择性荧光猝灭效应,实现了对Fe3+快速准确检测.合成的氮掺杂碳量子点为规则的球形,尺寸均一,平均粒径为2.64 nm,晶面间距为0.25 nm,具备石墨碳晶格(100)晶格结构,其荧光量子产率为26.1%;Fe3+与N-CQDs表面官能团配位络合致使N-CQDs荧光猝灭,Fe3+浓度在0.23~600μmol/L范围内,与氮掺杂碳量子点荧光猝灭程度呈良好的线性关系,Fe3+的检出限为230 nmol/L.