ZnS-Mn-SiO2量子點制備與表面修飾及其應(yīng)用于重金屬離子檢測的研究.pdf

1、自工業(yè)革命以來,隨著工業(yè)的進步以及城市建設(shè)的加快,重金屬元素以各種各樣的形式廣泛存在于自然界中。雖然有些重金屬是生命活動所必需的微量元素,但是大部分重金屬當含量超過一定限制時,會對生命體產(chǎn)生嚴重的危害。近年來隨著工業(yè)發(fā)展,重金屬對環(huán)境的污染問題及其產(chǎn)生的危害逐漸受到廣泛關(guān)注,成為全球關(guān)注的一個熱點問題。針對水環(huán)境中的重金屬離子檢測的方法主要有以下幾種:原子吸收光譜法、電化學分析法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、液相色譜法等。但是這些方法普遍存

2、在的問題就是需要昂貴的大型設(shè)備做支撐、分析操作的步驟較為復雜、檢測限較低。
　　量子點由于具有與傳統(tǒng)有機染料相比更加獨特的熒光性質(zhì),如熒光發(fā)射光譜較窄且對稱、量子產(chǎn)率高等,使其在化學分析、生物醫(yī)藥甚至太陽能電池方面的應(yīng)用都逐漸受到重視。量子點在重金屬離子檢測領(lǐng)域的應(yīng)用報道也日益增多,但在應(yīng)用前首先要解決的問題就是熒光穩(wěn)定性以及膠體穩(wěn)定性。如若能在量子點進行合適的表面包覆,改善其熒光穩(wěn)定性以及膠體穩(wěn)定性,將會可以應(yīng)用在復雜的水環(huán)境中

3、,并且修飾帶有不同功能化基團的物質(zhì),可能會實現(xiàn)對多種重金屬離子的檢測。通常的表面修飾方式主要有兩種:表面殼層包覆、功能化修飾。表面殼層包覆是在量子點表面包覆一層高能帶隙的物質(zhì),這種方法可以提高量子產(chǎn)率以及熒光的穩(wěn)定性。功能化修飾是通過在表面修飾一層具有功能性基團的高分子化合物,使制備的包覆后量子點具有很好的分散性能以及生物相容性。本文主要試圖通過這兩種方式來對ZnS:Mn量子點進行表面包覆二氧化硅殼層包覆以及聚乙烯吡咯烷酮的繼續(xù)包覆,引

4、入了具有化學惰性的 SiO2殼層以及表面帶有負電性的水溶性高聚物PVP,并在包覆后進行了海水環(huán)境中銅離子及鉛離子的檢測。
　　研究得到的主要成果有:
　　1)對溶劑熱法制備的ZnS:Mn表面進行了二氧化硅殼層的包覆。采用X-射線衍射儀、透射電子顯微鏡、熒光分光光度計、紫外可見分光光度計等對所制備的 ZnS:Mn/SiO2納米復合微粒進行了物相、形貌以及光學性能分析。所制備的ZnS:Mn/SiO2納米復合微粒在海水中具有良好的

5、膠體穩(wěn)定性。
　　探討了殼層修飾后的納米復合微粒對重金屬離子的選擇性以及在海水中檢測銅離子的最佳實驗條件,并對海水中的銅離子進行了測定,制作了標準曲線,建立了一種測定海水中銅離子的新方法。這種方法具有良好的線性關(guān)系以及較寬的測量范圍,其檢測限達到6×10-8M,并對其檢測機理進行了探討。
　　2)在第1步制備的ZnS:Mn/SiO2基礎(chǔ)上進行了PVP的包覆。對產(chǎn)物采用紅外吸收光譜分析儀、透射電子顯微鏡、熒光分光光度計等儀器進