基于離子液體的氮摻雜碳點(diǎn)的制備及其在Hg2+檢測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、碳量子點(diǎn)（簡(jiǎn)稱碳點(diǎn)），是一類粒徑小于10nm、單分散的近球形碳基納米材料。由于其具有較低的毒性，良好的生物相容性，較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性和溶解性，寬的激發(fā)發(fā)射光譜等優(yōu)異性能而在生物成像、傳感器、催化及能量轉(zhuǎn)移/儲(chǔ)存等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。雖然有關(guān)碳點(diǎn)的研究始終吸引著科學(xué)家們的研究熱情，且取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，但是目前仍然存在著量子產(chǎn)率較低、固態(tài)時(shí)易猝滅、形成機(jī)理研究不深入等問題。鑒于上述問題，本論文以多種離子液體為前驅(qū)體/鈍化劑，設(shè)計(jì)并制備了一系

2、列新型的氮摻雜熒光碳點(diǎn)(N-CDs)，并圍繞上述問題進(jìn)行了初步的探究。本文得到了國(guó)家自然科學(xué)基金資助(Nos.21573058，21303044，21173070)，主要工作和研究結(jié)果如下:
　　1.以1-丁基-3-甲基咪唑氯([C4mim]Cl)和天冬酰胺為碳源和氮源，一步熱解制備了量子產(chǎn)率為20.9％的氮摻雜熒光碳點(diǎn)。該碳點(diǎn)分散于水中，顯示出藍(lán)綠色熒光，而干燥后得到的氮摻雜碳點(diǎn)粉末在紫外燈照射下，顯示出黃色熒光。將其作為熒光探

3、針應(yīng)用于Hg2+檢測(cè)時(shí)，該碳點(diǎn)表現(xiàn)出了較好的選擇性，且最低檢測(cè)限為3.2nM。
　　2.利用水熱法處理碳酸胍和檸檬酸，制備了量子產(chǎn)率高(52％)、水溶性好的氮摻雜熒光碳點(diǎn)。所制備的熒光碳點(diǎn)具有較高的抗光漂白性、較強(qiáng)的抗鹽性以及pH響應(yīng)的性質(zhì)，同時(shí)還具有下轉(zhuǎn)換熒光行為和上轉(zhuǎn)換熒光行為。結(jié)果表明，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，碳點(diǎn)的量子產(chǎn)率逐漸增加。此外，該熒光碳點(diǎn)被成功地作為熒光探針應(yīng)用于Hg2+的檢測(cè)。
　　3.以聚乙二醇(PEG20

4、00N)為碳源，1-丁基-3-甲基咪唑溴([C4mim]Br)離子液體為鈍化劑，無(wú)機(jī)酸為促進(jìn)劑，水熱法合成了量子產(chǎn)率高達(dá)43％的氮摻雜熒光碳點(diǎn)。結(jié)果表明，所制備的熒光碳點(diǎn)既能分散在水中顯示出藍(lán)色熒光，又能分散在多種有機(jī)溶劑中顯示出綠色熒光，同時(shí)還具有下轉(zhuǎn)換熒光性質(zhì)和上轉(zhuǎn)換熒光行為。特別是，該碳點(diǎn)在強(qiáng)酸條件下仍然能夠保持較高的熒光強(qiáng)度。制備過(guò)程中，加入H+的濃度對(duì)所制備碳點(diǎn)的熒光強(qiáng)度和量子產(chǎn)率有較大的影響。通過(guò)對(duì)產(chǎn)物的表征與分析，推測(cè)H+