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荧光碳量子点(Carbon Quantum Dots,CQDs),自2004年Xu课题组首次报道在《美国化学会志》(JACS)上后,以其生物毒性低,荧光性能好,光稳定性和化学稳定性强,应用潜能丰富等优良特点,连年来,引起了大量研究者的浓烈兴趣和密切关注。经过科研工作者们十几年的尽力钻研,制备碳量子点的方式层见叠出,碳源也很是丰硕,所合成的碳量子点几近无毒害作用,对生物系统和环境的产生的危害极度小,制备成本很是低廉。它的不断研究代表了发光纳米颗粒的钻研跻身进入了一个新的阶段。 本论文进行的主要工作和实验结果总括如下: 1.以绿豆壳为碳源,采用高温煅烧法一步合成具备强荧光的碳量子点。通过X-射线光电子能谱分析(XPS)、透射电镜观察(TEM)、X-射线粉末衍射测定(XRD)和荧光光谱(FL)对碳量子点进行了表征,其性能良好。实验发现,碳量子点具有很强的荧光,在微量AgNPs作为种子存在下,加入硝酸银溶液,碳量子点的荧光几乎没有任何变化,从而构建了碳量子点/纳米银/银离子(CQDs/AgNPs/Ag(I))复合体系。当往该复合体系中加入微量的抗坏血酸(AA)时,体系的荧光强度急剧猝灭。这主要是由于AA具有还原性,在微量的AgNPs存在下,能够将Ag(I)还原成银单质,生成的Ag单质通过成核生长在AgNPs表面形成银纳米团簇,从而致使AgNPs粒径变大而具备更大的猝灭能力。实验结果表明,AA对CQDs/AgNPs/Ag(I)复合体系具有很好的猝灭效果。在最佳实验条件下,抗坏血酸的检测限为0.2μM,荧光猝灭强度与AA浓度(0~9μM)呈良好的线性关系,据此建立了一种CQDs/AgNPs/Ag(I)复合体系荧光法检测AA的方法。 2.构建了一种以虾壳为原材料制备强荧光碳量子点作为荧光探针识别六价铬离子(Cr6+)和检测抗坏血酸(AA)的方法。首先,采用高温煅烧法制备碳量子点,采用透射电子显微镜(TEM)、X-射线光电子能谱分析(XPS)和荧光光谱(FL)对碳量子点进行了表征,其性能良好。实验结果表明,当向碳量子点溶液中加入微量的Cr6+离子后,CQDs的强荧光急剧下降,从而得到CQDs/Cr6+体系,再向上述体系中加入微量的AA后,由于AA把Cr6+离子还原成Cr3+离子,从而导致CQDs的荧光强度有所回升,且荧光回升强度在一定范围内与加入AA的浓度成正比,据此建立了一种快速检测AA的方法。 3.通过以吖啶橙(AO)为荧光探针,构建了一种快速高效检测水中Cr3+离子的方法。首先,吖啶橙是一种阳离子型的强荧光物质,其表面带有大量的正电荷。然后再将金纳米粒子(AuNPs)加入到吖啶橙中,其吖啶橙的强荧光迅速被猝灭。这是由于吖啶橙表面所带的正电荷,可以通过静电相互作用吸附AuNPs表面的柠檬酸根离子,从而形成AO/AuNP复合体系。当Cr3+离子被加入到AO/AuNP复合体系里,由于AO的激发光谱、发射光谱与AuNP紫外吸收光谱发生重叠,产生荧光共振能量转移(FRET),故AO的荧光强度将能够回升,且回升强度与加入Cr3+离子的浓度成正比,据此建立了一种快速检测Cr3+离子的新方法。与已报道的其他方法相比,该方法操作简便,快速,灵敏度高,为Cr3+离子的检测提供了一种十分有效的方法。