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微波绿色合成N,S共掺杂碳点及其在Fe3+检测和温度传感方面的应用

2021-04-20陈文静伍贤学吴云英李亮星鄢林琼谢建新

中国测试 2021年3期
关键词:检测

陈文静,伍贤学,吴云英,李亮星,肖 群,雷 旭,罗 义,鄢林琼,谢建新

(玉溪师范学院化学生物与环境学院,云南 玉溪 653100)

0 引 言

碳点(carbon dots,CDs),是一种新兴的碳纳米发光材料,其粒径一般小于10 nm[1]。相比传统的荧光半导体量子点,碳点具有低毒、生物相容性高、抗光漂白、稳定性好、水溶性好、环保等特点,广泛应用于生物成像[1]、光催化[2]、光电器件[3]和传感[4]等方面。目前碳点的合成方法主要分为两类:自上而下法,以体积较大的碳材料为碳源,剥落为碳点,如激光消融法[5],电化学合成法[6],化学氧化法[7]等;自下而上法,以体积较小的碳材料为碳源进行表面修饰,如水热法[8],微波法[9-10],溶剂热法[11]等。由于微波电磁辐射加热均匀,反应时间短,操作简单,微波法已成为最常用的一种碳点合成方法。掺杂杂原子可以改变碳点的电子密度和电子迁移速率,产生更多的活性位点,提高了荧光量子产率和检测灵敏度[12]。天然产物含有丰富N、S等杂原子,可以不用额外添加含N、S的化合物,一步合成N,S掺杂的碳点[13-14],发展以天然产物为碳源合成含杂原子的碳点有重要的探索意义。Fe3+是人体必需的微量元素,缺乏会导致贫血等疾病,过量又会损伤肾脏和肝脏[15]。同时温度影响细胞内大多数的生化反应中酶的催化活性及动力学进程[16],因此制备低毒、生物兼容性高、Fe3+的高灵敏检测和温度传感的荧光探针有着重要的意义。

本文以韭菜为碳源,采用微波法一步绿色合成了N,S共掺杂的荧光碳点,采用透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光吸收光谱(UV-Vis)对制备的碳点进行了表征,发现所得到的碳点粒径均匀,水溶性好,性质稳定。……

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