富氮碳量子点的制备及其检测处理环境污染物性能研究

来源 :河北科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:RyanD
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近年来环境污染问题日益凸显,重金属离子在众多污染物中极具代表性。此外,随着石油工业的发展,炼油废水中的环烷酸污染问题也亟需处理。针对二者现有的检测技术难点,本文提出了“基于低共熔溶剂(NADESs)的富氮碳量子点(N-CQDs)”的绿色合成策略。以高含氮量的氮唑类化合物为前驱体,设计合成了一系列选择性强、抗干扰能力强、荧光性能优异的N-CQDs,并开发了基于N-CQDs的高效荧光探针技术。1)高效识别探针技术开发:以高含氮量前驱体合成4-氨基-4H-1,2,4-三唑/丙三醇N-CQDs(4-A-1,2,4-TZ/Gly N-CQDs),作为荧光探针用于检测Cr6+。成功预测了NADESs和4-A-1,2,4-TZ/Gly N-CQDs的合成机理。考察了4-A-1,2,4-TZ/Gly N-CQDs的物理化学性能、荧光稳定性、Cr6+检测的选择性和特异性,环境中常见重金属离子不会对4-A-1,2,4-TZ/Gly N-CQDs以及Cr6+识别体系产生干扰。成功构建了Cr6+高效识别体系。2)高盐度同步检测处理技术开发:苯骈三氮唑/氯化胆碱N-CQDs(BTA/Ch Cl N-CQDs)优化了普通荧光探针的光学性能,提高了环境高盐度耐受力。实验成功推测出NADESs和BTA/Ch Cl N-CQDs的合成机理。BTA/Ch Cl N-CQDs粒径小、分布均匀、荧光量子产率高、稳定性好。分析了未知含钴废水的成分,探究了高盐度环境以及常见干扰物对Co2+检测体系的影响。通过光谱检测揭示了BTA/Ch Cl N-CQDs的发光机理以及其与Co2+的反应机理。通过建立线性、非线性关系,成功实现高盐度废水中Co2+的同步检测处理。3)实际废水中环烷酸响应机制建立:制备了基于5-氨基-1H-四氮唑(5-ATZ)/聚乙二醇(400)NADESs的5-ATZ/PEG400 N-CQDs荧光探针,可实现实际炼油废水中环烷酸的高灵敏度识别检测。5-ATZ/PEG400 N-CQDs分布均匀、具有较高的荧光强度和良好的p H、时间和温度稳定性。在甲醇、苯酚、丙酮干扰环境中仍可高效识别废水中的环烷酸。通过三维荧光预测了环烷酸作用于5-ATZ/PEG400 N-CQDs后荧光淬灭机理,成功建立了5-ATZ/PEG400 N-CQDs对实际废水中环烷酸的响应机制。
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