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碳量子点在重金属离子测中的应用

时间:2017-11-10 20:19来源:毕业论文
论文以柠檬酸为碳源,采用一步水热法合成碳量子点。通过TEM、荧光光谱等对合成的样品进行表征,碳量子点水溶液在紫外灯激发下发蓝绿色荧光,荧光激发和发射光谱的最大波长分别
摘要:本毕业论文以柠檬酸为碳源,采用一步水热法合成碳量子点。通过TEM、荧光光谱等对合成的样品进行表征,碳量子点水溶液在紫外灯激发下发蓝绿色荧光,荧光激发和发射光谱的最大波长分别为310nm、404nm。在此激发波长激发下,对较低浓度范围的Pb2+溶液进行检测可得到线性较好的标准工作曲线,分析结果表明,利用该法对溶液中Pb2+的最低检测浓度为5nmol/L,远低于国家标准(24nmol/L)。该法有望作为检测Pb2+或其它重金属离子的微探测器,在重金属离子检测方面拥有广阔的应用前景。此外,碳量子点在室温下有良好的稳定性并且在NaCl(1mol/L)溶液中保持性质无变化,具有抗离子干扰的特点。15067
关键词:碳量子点;水热合成;Pb2+;离子检测;荧光
 Preparation of Carbon Quantum Dots and Their Application to Detect Heavy Metal Ions
Abstract: In this paper, carbon quantum dots were prepared by one-step hydrothermal reaction with citric acid as carbon source. The synthetic samples were characterized through TEM, fluorescence spectrum etc. The results indicate that the samples can illuminate blue-green fluorescence under ultraviolet light, and the maximum wavelength of photoluminescence (PL) excitation and emission spectra are at 310 nm and 404 nm, respectively. Under the excitation wavelength of 310 nm, the dependence curve of the emission intensity of carbon quantum dots on the different concentrations of Pb2 + solution is linear, which can be used to detect the different low concentration of Pb2 + solution. It confirmed that limit detecting concentration is of 5 nmol/L for Pb2+ solution, and the detectable concentration is far lower than that of GB(24 nmol/L). These carbon quantum dots might be potentially as micro probe for detecting other heavy metal ions. In addition, carbon quantum dots have the good stability at room temperature and in NaCl solution (1 mol/L), carbon quantum dots have the good characteristics of the ion interference.

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Key Words: Carbon quantum dots; Hydrothermal synthesis; Pb2+; Detecting; Luminescence
目    录
摘  要    1
引  言    2
1实验部分    3
1.1仪器及试剂    3
1.2碳量子点的制备    3
1.3 Pb2+的检测    3
2结果与讨论    4
2.1碳量子点的表征    4
2.2光谱分析及荧光寿命    5
2.3碳量子点稳定性分析    6
2.4 碳量子点在Pb2+检测中的应用    7
3结论    10
参考文献    10
致  谢    13

碳量子点在重金属离子检测中的应用 引 言
近年来量子点的合成与应用越来越受到广大研究者的青睐,传统典型的发光量子点中大都含有重金属离子例如铅、镉、硅等 [1-5],虽然对SeS、CdS、PbS等量子点的研究比较系统,但其中所含重金属离子的潜在危害问题并没有很完美的解决,重金属的毒性严重限制了量子点的应用范围。因此,迫切需要一种新的发光材料来弥补这些不足,碳量子点是2004年美国科学家发现的一种新型纳米发光材料,碳量子点的出现拓宽了量子点研究的领域,使量子点的研究空间更加广阔。碳量子点拥有良好的发光性能和热稳定性,并且碳量子点无毒、生物相容性好,使其在生物探测、生物成像等[6-9]领域拥有广泛的应用前景。碳量子点颗粒小(颗粒直径小于10nm)具有很大的比表面积,经研究碳量子点表面有很多羟基群[10],在水中有很好的溶解性和分散性。 碳量子点合成方法很多,按其性质可分为物理法和化学法两大类,例如激光烧蚀石墨法[11-13]、电化学氧化石墨法[13-15] 、化学氧化分解单壁碳纳米管法[16]、电化学氧化多壁碳纳米管法[17]、微波合成法[18] 、超声法[19]等。碳量子点的合成机理有由上到下和由下到上两种[20]。但有些方法还是有很多不足,例如制备过程复杂,产率低、后处理难等,随着研究人员不断的努力,碳量子点的合成方法得到不断的改进,变得越来越方便快捷,成本低,处理方便,使其在生活中的大规模生产及应用成为了可能。 碳量子点在重金属离子测中的应用:http://www.lwfree.cn/huaxue/20171110/15831.html
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