氮摻雜碳量子點的制備及其在熒光微球和fe3%2b檢測中的應用

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1、分類號：O654單位代碼：10110學號：S1504019中北大學碩士學位論文氮摻雜碳量子點的制備及其在熒光微球和Fe3+檢測中的應用碩士研究生何艷飛指導教師劉清浩副教授學科專業(yè)化學工程與技術2018年5月24日圖書分類號O654密級非密UDC碩士學位論文3+氮摻雜碳量子點的制備及其在熒光微球和Fe檢測中的應用何艷飛指導教師（姓名、職稱）劉清浩副教授申請學位級別工學碩士專業(yè)名稱化學工程與技術論文提交日期2018年6月4日論文答辯日期2018年5月24日學位授予日期________年______月_____日論文評閱人王香梅教授、曹青教授答辯委員會主席樊衛(wèi)斌研究員2018年5月24日中北

2、大學學位論文?中北大學學位論文氮摻雜碳量子點的制備及其在熒光微球和Fe3+檢測中的應用摘要作為一種新型的碳納米顆粒，碳量子點（CDs）由于低毒性、高熒光穩(wěn)定性、良好的水溶性，優(yōu)異的光學性質等優(yōu)點，已經(jīng)在生物成像、生物標記、分析化學和催化等領域引起了廣泛的關注。但CDs熒光量子產(chǎn)率相對偏低，研究發(fā)現(xiàn)在CDs表面進行氮摻雜可改善其熒光性能。因此，本文對氮摻雜碳量子點（NCDs）及其熒光微球的制備與性能進行了探究，研究內(nèi)容分為以下三個方面：一、氮摻雜碳量子點的制備及對環(huán)境水樣中Fe3+的檢測二、三聚氰胺甲醛熒光微球（MF熒光微球）的制備及表征三、氮摻雜碳量子點海藻酸鈣膜的制備及熒光猝滅法檢測

3、Fe3+。具體研究內(nèi)容如下：（1）以白菜為碳源，多乙烯多胺（PP）為氮源，通過水熱法合成氮摻雜的藍色熒光碳量子點（NCDs）。采用TEM對其形貌進行表征，結果表明NCDs尺寸均一且粒徑分布窄，粒徑大小為1.8nm。FIIR光譜分析表明NCDs表面富含氨基，羥基和羰基等官能團，水溶性良好。NCDs紫外吸收峰位為350nm處，最佳發(fā)射波長為470nm，熒光量子產(chǎn)率為53.3%，表現(xiàn)出優(yōu)異的下轉換熒光性能，具有激發(fā)波長依賴性。此外，還研究了pH、NaCl濃度、激發(fā)時間和放置時間對NCDs熒光穩(wěn)定性的影響，結果表明NCDs具有良好的熒光穩(wěn)定性?；贔e3+對NCDs的熒光猝滅效應，建立了一種快

4、速、選擇性3+的方法。線性回歸方程為F檢測Fe0/F=0.90218+1.17795c，相關系數(shù)為0.9945，檢出限為0.035μmol/L。因此，該法已成功應用于環(huán)境水樣中Fe3+的檢測，結果滿意。（2）NCDs與三聚氰胺甲醛通過氫鍵作用合成MF熒光微球，通過SEM測試表明MF熒光微球球形度高，單分散性良好且無明顯團聚現(xiàn)象，粒徑大小為3μm左右。熒光發(fā)射光譜測試表明，MF熒光微球具有良好的熒光性能。此外，還探索了pH、NaCl濃度、紫外光照射時間和放置時間對NCDs和MF熒光微球熒光穩(wěn)定性的影響，結果表明MF熒光微球具有優(yōu)異的熒光穩(wěn)定性且明顯優(yōu)于NCDs。以上結果表明，NCDs可作

5、為熒光負載物制備穩(wěn)定性好且發(fā)光效率高的MF熒光微球。中北大學學位論文（3）將NCDs嫁接于海藻酸鈣，形成氮摻雜碳量子點海藻酸鈣薄（CA-NCDs）。基于Fe3+對CA-NCDs強烈的猝滅作用，CA-NCDs可作為熒光探針檢測Fe3+。Fe3+濃度在0~48μmol/L范圍內(nèi)與CA-NCDs的熒光猝滅率（F/F0）呈現(xiàn)良好的線性關系，線性回歸方程為F/F0=1.0069-0.0109c，相關系數(shù)為0.9947，檢出限為1.4nmol/L。此外，加標回收率在98.6%～103.1%之間。更重要的是，CA-NCDs熒光探針可有效地應用于水樣中Fe3+的檢測。關鍵詞：碳量子點，氮摻雜，MF熒光

6、微球，F(xiàn)e3+檢測中北大學學位論文PreparationofnitrogendopedcarbondotsandtheirapplicationoffluorescentmicrospheresandFe3+detectionAbstractAsnovelcarbon-basednanoparticles,carbonquantumdots(CDs)haverecentlydrawnincreasingattentioninbioimaging,biologicallabeling,analyticalchemistryandcatalysisduetotheadvantagesofl

7、owtoxicity,highfluorescentstability,goodwater-solubility,excellentopticalproperties,etc.However,thefluorescencequantumyieldofCDsisrelativelylower，someresearchpresentedthatthefluorescencepropertiesofCDswereimprovedbydopingnit