張?bào)銌?張文君 張祖星 肖長(zhǎng)河 王萬(wàn)華 潘 樂(lè) 沈玉華
(安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,安徽大學(xué)清潔能源與綠色催化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,合肥230601)
張?bào)銌?張文君 張祖星 肖長(zhǎng)河 王萬(wàn)華 潘 樂(lè) 沈玉華*
(安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,安徽大學(xué)清潔能源與綠色催化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,合肥230601)
采用一步水熱法制備了一種水溶性的、具有良好熒光性能的摻氮碳量子點(diǎn)(N-碳點(diǎn)),其尺寸大小均勻,約為7 nm。N-碳點(diǎn)的熒光強(qiáng)度隨N的摻雜量、水熱反應(yīng)溫度、溶液的pH值而改變。在最佳反應(yīng)條件下所制備的N-碳點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率高達(dá)24.4%。該N-碳點(diǎn)作為一種簡(jiǎn)單、低成本的熒光探針用于檢測(cè)痕量Hg2+,具有高選擇性和高靈敏度的特點(diǎn),其最低檢測(cè)極限可達(dá)到0.02 μmol·L-1(4.012 ng)。
N-碳點(diǎn);熒光性能;熒光探針;檢測(cè);汞離子
二價(jià)汞離子屬于高毒性重金屬離子,被公認(rèn)為最危險(xiǎn)且普遍存在的污染物之一[1],其可以輕易地穿透人體皮膚、呼吸道、消化道進(jìn)入人體內(nèi),并且破壞人體中樞神經(jīng)及內(nèi)分泌系統(tǒng),對(duì)人體健康造成嚴(yán)重威脅[2]。據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署估計(jì),全球每年二價(jià)汞的排放量達(dá)到4 400~7 500噸。因此,研究人員花了大量的精力去開(kāi)發(fā)高效、靈敏、有選擇性地檢測(cè)Hg2+的方法。與原子吸收發(fā)射光譜、原子熒光光譜、電感耦合等離子體質(zhì)譜和極譜法[3]相比,熒光探針技術(shù)[4]具有高靈敏度、高效率的優(yōu)點(diǎn)[5],因而更加引起了研究人員的廣泛關(guān)注。這些熒光探針包括有機(jī)分子[6]、金屬納米團(tuán)簇[7]、半導(dǎo)體量子點(diǎn)等。然而,以上這些熒光材料有的合成方法復(fù)雜、有的含有毒有害物質(zhì)、有的價(jià)格昂貴。因此,尋找一種簡(jiǎn)單、無(wú)毒、經(jīng)濟(jì)的新型熒光探針材料十分必要[8]。
近年來(lái),一種具有熒光的新型碳基納米材料碳點(diǎn)(CDs)引起了研究者的廣泛興趣,作為碳基納米材料家族的新成員,碳點(diǎn)具有激發(fā)波長(zhǎng)與發(fā)射波長(zhǎng)可調(diào)諧,發(fā)射穩(wěn)定,良好的耐光漂泊等優(yōu)異的熒光性能[9]。此外,熒光碳點(diǎn)較其他無(wú)機(jī)納米材料還具有制備成本低、生物安全性高,綠色環(huán)保等特性,使其已開(kāi)始應(yīng)用于熒光探針[10]、細(xì)胞顯影[11]、生物標(biāo)記[12]等領(lǐng)域。合成碳點(diǎn)的碳源包括無(wú)機(jī)和有機(jī)兩種,無(wú)機(jī)碳源主要為石墨、活性碳、蠟燭燃燒灰、單/多壁碳納米管和油煙等。制備方法包括電化學(xué)法、普通酸氧化法,超聲輔助酸氧化法及激光輔助法制備等[13]。但上述方法制備所得碳點(diǎn)熒光量子產(chǎn)率較低,基本不超過(guò)10%。有機(jī)碳源主要為碳水化合物、檸檬酸及檸檬酸銨鹽和其他含碳化合物等,制備方法包括直接有機(jī)物碳化法、熱分解法、微波輔助制備法[14]等,然而制得的熒光碳點(diǎn)穩(wěn)定性和均勻性難以得到保證,也存在熒光量子產(chǎn)率低等缺點(diǎn)。
本文利用尿素為氮源、檸檬酸為碳源,采用簡(jiǎn)單的一步水熱方法成功地制備了一種氮摻雜的具有高熒光量子點(diǎn)產(chǎn)率、良好熒光穩(wěn)定性和水溶性的藍(lán)色熒光碳點(diǎn)。更為重要的是,制備的熒光N-碳點(diǎn)在痕量Hg2+離子存在下,能夠選擇性的發(fā)生熒光猝滅。其對(duì)Hg2+離子的檢出限低達(dá)0.02 μmol·L-1,是一種極為有效的Hg2+離子熒光檢測(cè)劑。
1.1 試劑
檸檬酸(C6H8O7,分析純),尿素(CH4N2O,分析純),二氯化汞(HgCl2,分析純),硝酸銀、硝酸鎘、硝酸鉛、硝酸鋇、硝酸銅、硝酸亞鐵、硝酸鎳、硝酸鈣、硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鋁、硝酸鋅、硝酸銨、氯化鈉、硫酸鈉、硫化鈉、硝酸。以上所有的化學(xué)藥品均購(gòu)買(mǎi)于國(guó)藥集團(tuán)試劑公司,未進(jìn)一步純化。實(shí)驗(yàn)室所用的水為超純水,Milli Q所制得。
1.2 儀器及表征
丹東浩元儀器有限公司生產(chǎn)的DX-2700型X射線衍射儀,采取Cu Kα射線(波長(zhǎng)為0.1540 56 nm)。掃描速度為6°·min-1,測(cè)試電壓為35 kV,電流為25 mA。NEXUS-870型傅里葉變換紅外光譜儀紅外表征,采用溴化鉀壓片,分辨率4 cm-1,掃描范圍400~4 000 cm-1。UV3600紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(日本島津公司),掃描范圍:200~800 nm;采樣間隔:1 nm;掃描速度:中速;光度模式:Abs。F-4600熒光光譜儀。ESCALAB-MKII光譜儀(VG Co.U.K.),Via-Reflex英國(guó)雷尼紹公司激光共聚焦拉曼光譜,原子力顯微鏡AFM(Veeco Multimode 8)。Zetasizer ZS90納米激光粒徑儀測(cè)量。
1.3 熒光N-碳點(diǎn)的合成
將1 g檸檬酸和0.7g尿素超聲溶解于30 mL去離子水中(有機(jī)混合物總含氮量即摻N元素WN= 9.61wt%),形成透明溶液,然后轉(zhuǎn)入聚四氟乙烯為襯底的高壓釜內(nèi),密封后分別于120、130、140、150、160、180、200℃水熱反應(yīng)5 h。反應(yīng)結(jié)束后,自然冷卻到室溫即得到棕黃色澄清溶液,再用截留分子量為3500Da的透析袋透析一晚,冷凍干燥后即得到摻氮的碳點(diǎn)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)N-碳點(diǎn)),根據(jù)所得固體粉末質(zhì)量和所用反應(yīng)物質(zhì)量計(jì)算得N-碳點(diǎn)產(chǎn)率為38%。N-碳點(diǎn)的實(shí)際使用濃度為質(zhì)量百分比濃度,是將冷凍干燥后的量子點(diǎn)粉末經(jīng)計(jì)算而配制成水溶液的。除特指外,N-碳點(diǎn)溶液的濃度均為0.01 mg·mL-1。
為了探討摻N量對(duì)N-碳點(diǎn)熒光強(qiáng)度的影響,分別加入0,0.2,0.4,0.5,1.0 g尿素水熱制備了另5種摻N分別為0.00wt%,3.89wt%,6.66wt%,7.77wt%和11.6wt%的碳點(diǎn),溫度為180℃,pH=7,反應(yīng)5 h,分別測(cè)試其熒光強(qiáng)度。
為了探討pH對(duì)所制備N(xiāo)-碳點(diǎn)的熒光強(qiáng)度的影響,將在溫度為180℃,摻N質(zhì)量分?jǐn)?shù)WN= 9.61wt%,反應(yīng)5 h后得到的熒光碳點(diǎn)溶液,分別通過(guò)調(diào)節(jié)酸堿度配制了9種pH值分別為1、2、3、4、5、7、8、10、11的碳點(diǎn)溶液,測(cè)試其熒光強(qiáng)度。
1.4 量子產(chǎn)率的測(cè)定
將碳點(diǎn)配制成溶液后測(cè)試其紫外可見(jiàn)吸收光譜及熒光光譜(λex=350 nm)。將熒光峰的積分面積F及相應(yīng)的吸收值A(chǔ)(λem=430 nm)代入如下公式:
Φx為測(cè)試樣品的熒光量子效率,ΦS表示標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的熒光量子效率,n表示溶劑的折光指數(shù)。實(shí)驗(yàn)中采用的標(biāo)準(zhǔn)物為羅丹明B(熒光量子效率為90%)。計(jì)算得到的熒光量子點(diǎn)產(chǎn)率為24.4%。
1.5 熒光N-碳點(diǎn)對(duì)Hg2+的檢測(cè)
取在最適宜條件下制備好的WN=9.61wt%的熒光碳點(diǎn)粉末0.075 mg,分散于1 mL去離子水中配制成實(shí)際濃度為0.075 mg·mL-1的熒光碳點(diǎn)溶液,然后調(diào)節(jié)pH=7.0,加入1mL不同濃度的Hg2+溶液,混合均勻后測(cè)定其熒光發(fā)射光譜強(qiáng)度(λex=350 nm)。實(shí)驗(yàn)平行測(cè)定3次。
2.1 熒光N-碳點(diǎn)形貌、組成、物相及微觀結(jié)構(gòu)
由圖1a可以看出,水熱反應(yīng)溫度為180℃,摻N質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.67%制備的N-碳點(diǎn)分散均勻,沒(méi)有聚集現(xiàn)象,其尺寸大小較均一,約為7 nm。圖1b為N-碳點(diǎn)的Raman光譜??梢钥吹?,在1 352 cm-1,1 597 cm-1位置有2個(gè)碳的特征峰,分別對(duì)應(yīng)于其源于碳點(diǎn)中石墨碳的結(jié)構(gòu)D帶和歸因于碳點(diǎn)中無(wú)定型碳G帶。D帶峰弱于G帶峰,說(shuō)明所制備的N-碳點(diǎn)中無(wú)定型碳較石墨碳成分稍多。圖1c為N-碳點(diǎn)的XRD圖。可以發(fā)現(xiàn),在2θ為10°~70°范圍內(nèi)出現(xiàn)一寬衍射鋒,說(shuō)明N-碳點(diǎn)主要是無(wú)定型碳。在2θ= 27.2°處的1個(gè)稍尖的小峰,對(duì)應(yīng)于石墨碳的(002)晶面,說(shuō)明制備的N-碳點(diǎn)是無(wú)定型碳和石墨碳的復(fù)合體。N-碳點(diǎn)的傅里葉紅外光譜如圖1d所示。在3 430 cm-1附近的寬峰為C-OH和N-H的伸縮振動(dòng)峰;在1 128 cm-1處為C-NH-C的不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰;1 572 cm-1處為N-H的彎曲振動(dòng)峰;1 635 cm-1處為C=O的振動(dòng)特征峰。1 082 cm-1處為環(huán)氧基的彎曲振動(dòng)峰。從以上的分析中我們可以知道碳點(diǎn)表面含有:-OH、環(huán)氧基、C=O、C-N(C=N)、-NH等極性基團(tuán),有利于與金屬離子配位結(jié)合而進(jìn)行檢測(cè)。
圖1 N-碳點(diǎn)的(a)AFM圖;(b)拉曼光譜圖;(c)XRD圖;(d)FTIR光譜(反應(yīng)溫度為180℃,WN=9.61wt%,pH=7)Fig.1 AFM image(a),Raman spectrum(b),XRD pattern(c)and FTIR spectrum(d)of N-CDs prepared at 180℃(WN=9.61wt%and pH=7)
圖2 a為N-碳點(diǎn)的X射線光電子能譜??梢园l(fā)現(xiàn),碳點(diǎn)主要由碳元素、氧元素、氮元素組成。從圖2 (b)中C1s分峰可知,碳點(diǎn)表面的碳元素主要形成了sp2雜化的C=C/C-C(284.75 eV),以及C=O(286.15 eV)和287.1 eV的C-N。X射線光電子能譜分析說(shuō)明碳點(diǎn)摻雜N,并且表面富含羥基、羧基等基團(tuán),與紅外光譜分析相吻合。
2.2 熒光N-碳點(diǎn)的紫外可見(jiàn)與熒光光譜
當(dāng)我們分別用290、310、330、350、370、390、410、430 nm的激發(fā)波長(zhǎng)激發(fā)N-碳點(diǎn),發(fā)現(xiàn)其最大發(fā)射波長(zhǎng)隨著激發(fā)波長(zhǎng)的變化而變化(圖3a),最大熒光發(fā)射峰在430 nm左右,且對(duì)應(yīng)最大激發(fā)峰在350 nm左右,與其紫外吸收位于346 nm的峰(圖3b,典型的芳香族π系統(tǒng)吸收)相符。
圖2 N-碳點(diǎn)的XPS總譜(a)和C1s的XPS譜圖(b)Fig.2 XPS survey spectrum of the score(a)and C1s of N-CDs(b)
圖3 (a)N-碳點(diǎn)溶液在不同激發(fā)波長(zhǎng)激發(fā)的熒光光譜圖;(b)N-碳點(diǎn)溶液的紫外-可見(jiàn)光譜和熒光激發(fā)光譜圖Fig.3 (a)Emission spectra of the CDs with excitation of different wavelength;(b)UV-Vis absorption and Fluorescence excitation spectra of the CDs
2.3 N含量、水熱溫度和溶液pH對(duì)N-碳點(diǎn)熒光性能的影響
圖4a為不同摻N量所制備的6種N-碳點(diǎn)的熒光光譜(λex=350 nm)。從圖上可以觀察到N含量對(duì)波長(zhǎng)影響不大,但對(duì)其熒光強(qiáng)度有明顯影響。N-碳點(diǎn)的熒光強(qiáng)度開(kāi)始隨著N含量的增加而增強(qiáng),當(dāng)摻N量為9.61wt%時(shí),所得N-碳點(diǎn)熒光強(qiáng)度達(dá)到最大。再繼續(xù)增大N含量時(shí),N-碳點(diǎn)熒光強(qiáng)度又降低??梢?jiàn),摻N量的不同對(duì)N-碳點(diǎn)的熒光強(qiáng)度有非常大的影響,但并非N含量越多越好。在該實(shí)驗(yàn)條件下,摻雜N的量為WN=9.61wt%時(shí)是最佳條件。
圖4b反映了不同制備溫度對(duì)N-碳點(diǎn)熒光強(qiáng)度的影響(λex=350 nm),我們發(fā)現(xiàn)N-碳點(diǎn)的尺寸隨著溫度改變而發(fā)生變化,對(duì)應(yīng)溫度下所得N-碳點(diǎn)的顆粒分布見(jiàn)圖4b插圖。當(dāng)水熱溫度低于140℃或者達(dá)到200℃,熒光強(qiáng)度均較低,在該溫度范圍內(nèi)的N-碳點(diǎn)尺寸小于2 nm。160和180℃水熱溫度所制備的N-碳點(diǎn)粒徑較大為6~9 nm,與原子力顯微鏡測(cè)量的數(shù)據(jù)相符合,熒光強(qiáng)度也相對(duì)較大。其中180℃時(shí)N-碳點(diǎn)的熒光強(qiáng)度最高,因此180℃水熱溫度為最佳反應(yīng)溫度。由結(jié)果可以看出,在本實(shí)驗(yàn)所討論的N-碳點(diǎn)粒徑范圍(1~9 nm)內(nèi),隨著粒徑的增大,其熒光強(qiáng)度也增大。
不同pH值溶液中N-碳點(diǎn)的熒光光譜見(jiàn)圖4c。我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象,所制備的N-碳點(diǎn)的熒光強(qiáng)度受溶液pH值的影響較大。當(dāng)pH=7時(shí),碳點(diǎn)溶液的熒光最強(qiáng)。將各不同pH值條件下N-碳點(diǎn)熒光強(qiáng)度對(duì)溶液pH=7時(shí)最佳熒光強(qiáng)度作的歸一化處理如圖4d,可以看出碳點(diǎn)的熒光強(qiáng)度先隨著pH值的增加而增強(qiáng),當(dāng)pH=7時(shí)熒光最強(qiáng),隨后熒光強(qiáng)度又急劇降低。因此,熒光N-碳點(diǎn)的最適pH值為7。
2.4 N-碳點(diǎn)用于熒光探針檢測(cè)痕量Hg2+
選擇合適的熒光N-碳點(diǎn)濃度用于定量地檢測(cè)Hg2+是至關(guān)重要的,當(dāng)pH=7時(shí),碳點(diǎn)熒光強(qiáng)度與其濃度的關(guān)系如圖5a所示(λex=350 nm)。發(fā)現(xiàn)當(dāng)碳點(diǎn)濃度較低時(shí)(0.01~0.075 mg·mL-1),其熒光強(qiáng)度與濃度呈線性關(guān)系,碳點(diǎn)濃度繼續(xù)增大,其熒光強(qiáng)度反而呈現(xiàn)出降低趨勢(shì)。其線性回歸方程如方程(2)所示。
圖4 不同摻N量(a)、不同水熱反應(yīng)溫度(b)和溶液pH值(c)對(duì)N-碳點(diǎn)熒光強(qiáng)度的影響;(d)不同pH值下熒光強(qiáng)度的歸一化處理Fig.4 Influence of different N-doped amount(a),different reaction temperatures(b)and different pH values(c)on the FL intensity of N-CDs;(d)Normalized FL intensity of N-CDs at different pH values
圖5 (a)N-碳點(diǎn)的熒光強(qiáng)度隨濃度的變化;(b)低濃度時(shí)熒光強(qiáng)度與濃度的線性關(guān)系(pH=7)Fig.5 (a)Concentration-dependent FL response of N-CDs;(b)Linear response range of N-CDs with lower concentrations(pH=7)
因此,我們選擇最大碳點(diǎn)濃度為0.075 mg·mL-1用于Hg2+定量檢測(cè)[15]。
為了研究N-碳點(diǎn)檢測(cè)Hg2+的靈敏度,在室溫下,以0.075 mg·mL-1N-碳點(diǎn)溶液在pH=7的條件下作為熒光探針檢測(cè)不同濃度的Hg2+離子,見(jiàn)圖6a。結(jié)果表明,雖然Hg2+濃度逐漸增大,混合液熒光發(fā)射光譜最大波長(zhǎng)仍為430 nm;即使在0.02 μmol·L-1時(shí)仍然可以看出明顯的熒光淬滅現(xiàn)象,所以我們認(rèn)為Hg2+檢測(cè)極限可以達(dá)到0.02 μmol·L-1(4.012 ng)。
從發(fā)射光譜圖我們得到線性回歸方程(3):
方程3中,F(xiàn)0和F分別代表未加入和加入Hg2+時(shí)N-CDs溶液的熒光強(qiáng)度。C為待測(cè)樣中Hg2+濃度。
圖6 (a)加入不同濃度的Hg2+的N-碳點(diǎn)溶液(0.075 mg·mL-1,pH=7)熒光發(fā)射光譜;(b)N-碳點(diǎn)對(duì)Hg2+的熒光選擇性檢測(cè)Fig.6 (a)FL response of CDs(0.075 mg·mL-1)upon addition of Hg2+with various concentrations in a pH=7 solution; (b)Selectivity of the N-CDs-based sensor for Hg2+detection over other ions in pH=7 solution
為了解本實(shí)驗(yàn)中所制備的熒光碳點(diǎn)對(duì)Hg2+是否具有選擇性,我們選取了其他多種重金屬離子例如:Ag+、Cd2+、Pb2+、Ba2+、Cu2+、Fe2+、Ni2+、Zn2+以及其他常見(jiàn)陰陽(yáng)離子例如:Ca2+、Na+、K+、Al3+、NH4+、Cl-、NO3-、SO42-、S2-等進(jìn)行熒光檢測(cè)選擇性實(shí)驗(yàn)。用于實(shí)驗(yàn)的熒光碳點(diǎn)的濃度為0.075 mg·mL-1,重金屬離子的濃度均為100 μmol·L-1,Hg2+濃度為10 μmol·L-1,其他陰陽(yáng)離子的濃度均為1 mmol·L-1,溶液pH值均為7。如圖6b所示,只有Hg2+離子能使熒光碳點(diǎn)猝滅度(F0-F)/F0=99.2%接近100%。其猝滅效果如圖6b插圖所示,未加入Hg2+之前,如左圖發(fā)出強(qiáng)烈的藍(lán)色熒光,當(dāng)加入Hg2+后,如右圖藍(lán)色熒光幾乎完全猝滅。我們將樣品用于實(shí)驗(yàn)室廢水,得到了與插圖相同的實(shí)驗(yàn)效果。由此可知,我們制備的N-碳點(diǎn)是一種高效的具有單一選擇性的Hg2+檢測(cè)探針。其作用機(jī)理可能是:由于在N-碳點(diǎn)表面富含OH、環(huán)氧基、C=O、C-N(C=N)、NH基團(tuán),其均可通過(guò)孤對(duì)電子與金屬離子配位,而Hg2+相對(duì)其他金屬離子而言有較大的原子半徑,更容易與碳點(diǎn)表面的極性基團(tuán)的O和N原子配位結(jié)合,而且配位時(shí)更容易發(fā)生極化和變形,從而導(dǎo)致N-Hg等鍵的共價(jià)鍵成分增大,鍵也更穩(wěn)定,使Hg2+與碳點(diǎn)作用而發(fā)生熒光猝滅現(xiàn)象,這與文獻(xiàn)報(bào)道一致[16]。
本實(shí)驗(yàn)以廉價(jià)的檸檬酸、尿素為原料,簡(jiǎn)單的水熱法一步合成了具有良好熒光性質(zhì)的氮摻雜的熒光碳點(diǎn),并獲得了最佳水熱反應(yīng)溫度(180℃)、最佳摻N量WN=9.61wt%和最佳pH值(7)。在最佳條件下所合成的碳點(diǎn)尺寸均勻,大小約為7 nm,其表面富含-OH、環(huán)氧基、C=O、C-N(C=N)、NH等官能團(tuán),使N-碳點(diǎn)具有良好的水溶性。N-碳點(diǎn)在紫外光照射下發(fā)藍(lán)色熒光,其熒光量子產(chǎn)率高達(dá)24.4%。作為熒光探針,N-碳點(diǎn)對(duì)Hg2+檢測(cè)具有高選擇性和高靈敏性,檢測(cè)極限達(dá)0.02 μmol·L-1(4.012 ng)。
[1]Wu D,Huang X,Deng X,et al.Anal.Methods,2013,5(12): 3023
[2]ZHANG Rui-Xing(張瑞興),LIU Shu(劉舒),PI Zi-Feng (皮子鳳),et al.Chem.J.Chinese Universities(高等學(xué)?;瘜W(xué)學(xué)報(bào)),2014,35(6):1146-1151
[3]Leopold K,Foulkes M,Worsfold P.Anal.Chim.Acta,2010, 663(2):127-138
[4]Quang D T,Kim J S.Chem.Rev.,2010,110(10):6280-6301
[5]Gong Y J,Zhang X B,Chen Z,et al.Analyst,2012,137(4): 932-938
[6]Gon?alves M S T.Chem.Rev.,2008,109(1):190-212
[7]Shang L,Dong S,Nienhaus G U.Nano Today,2011,6(4): 401-418
[8]Lin Y H,Tseng W L.Anal.Chem.,2010,82(22):9194-9200
[9]Bourlinos A B,Stassinopoulos A,Anglos D,et al.Chem. Mater.,2008,20(14):4539-4541
[10]Zhou L,Lin Y,Huang Z,et al.Chem.Commun.,2012,48(8): 1147-1149
[11]Fang Y,Guo S,Li D,et al.Acs Nano,2011,6(1):400-409
[12]Zhu S,Zhang J,Qiao C,et al.Chem.Commun.,2011,47(24): 6858-6860
[13]XIONG Yu-bao(熊玉寶).Thesis for the Master of Chengdu University of Technology(成都理工大學(xué)碩士論文).2012.
[14]Wang X,Qu K,Xu B,et al.J.Mater.Chem.,2011,21(8): 2445-2450
[15]Dong Y Q,Li G L,Zhou N N,et al.Anal.Chem.,2012, 84,83788382
[16]Darbha G K,Singh A K,Rai U S,et al.J.Am.Chem.Soc., 2008,130(25):8038-8043
One Step Preparation of N-doped Carbon Dots with High Fluorescence Yield for Selective Detection of MercuryIon
ZHANG Xiao-ZheZHANG Wen-JunZHANG Zu-XingXIAO Chang-He WANG Wan-HuaPAN LeSHEN Yu-Hua*
(School of Chemistry and Chemical Engineering,Lab for Clean Energy&Green Catalysis,Anhui University,Hefei 230601,China)
The water soluble and nitrogen doped carbon quantum dots(N-CDs)with excellent fluorescence performance were fabricated by one step hydrothermal method.The size of N-CDs is homogeneous and about 7 nm.The fluorescent intensity of N-CDs changed with the content of N,reaction temperature and pH value.In the optimal condition,the fluorescence quantum yield of N-CDs reached 24.4%.The N-CDs was found to be a simple,lowcost,high selective and sensitive fluorescent probe for the detection of Hg2+ions with a detection limit as low as 0.02 μmol·L-1(4.012 ng).
N-doped carbon quantum dot;fluorescence performance;fluorescent probe;detection;mercury ion
O614.24+1
A
1001-4861(2015)01-0001-06
10.11862/CJIC.2015.027
2014-07-28。收修改稿日期:2014-10-12。國(guó)家自然科學(xué)基金(No.21173001,21371003)
*通訊聯(lián)系人。E-mail:yhshen@ahu.edu.cn