基于磺胺掺杂氮硫的碳点制备及对Hg2+的光化学识别

论文摘要

为提高碳点对汞离子光化学识别的选择性及检测方法的可行性,以柠檬酸和磺胺为原材料采用热解法制备一种新型氮、硫共掺杂碳点（NS-CDs）。用红外光谱仪、紫外-可见光吸收光谱仪、透射电镜、元素分析仪和荧光光谱仪等对其结构和光学性能进行表征。结果表明:该量子点水溶性和分散性高,平均粒径4.78 nm左右,具有类石墨结构;其在3 446和3 261 cm-1处存在N—C和O—H键振动吸收峰; 2 966和2 923 cm-1处为C—H键振动吸收带; 1 630和1 570 cm-1处吸收峰归属于苯环骨架CC双键振动; 1 388 cm-1处为—CH3剪式振动峰; 1 268, 1 192, 1 146及1 071 cm-1处的振动吸收峰表明存在为C—N, C—S, C—O, C—O—C及—SO-3键, 912 cm-1处为环氧基的特征吸收峰, 739 cm-1处吸收带归属于N—H键变形振动,可见,该碳点不仅含有苯环骨架结构,还有N和S等元素参与的成键结构存在。其在21.4°处出现一个明显且宽的（002）晶面衍射特征峰,晶格间距为0.41 nm,稍大于石墨晶格间距（0.34 nm）。NS-CDs的C, N, S和O元素含量分别为68.72%, 7.37%, 6.24%及17.67%,与红外分析结果吻合。NS-CDs在309 nm处有一个由CC键的π→π*电子跃迁产生的较强吸收峰,且在可见光区域内有一个很长的拖尾;同时在335 nm处出现了一个由CO键的n→π*电子跃迁而产生的吸收肩峰。当激发波长小于390 nm时, NS-CDs原液荧光发射峰值随激发波长增大而逐渐增大,且在390 nm时,荧光强度最强;大于390 nm时,随激发波长增大而逐渐减弱。同时发现随激发波长增加,发射峰逐渐红移。当NS-CDs溶液逐渐稀释时,其最佳激发峰也由390 nm蓝移至360 nm;当pH值<11.0时, NS-CDs的荧光强度变化很小,在pH值为7.0时荧光峰最强;在pH>12.0时,荧光强度急剧下降,故选用PBS缓冲溶液（pH 7）进行金属离子检测实验。在16种金属离子中只有Hg2+对NS-CDs荧光强度具有极其显著的影响,使碳点荧光完全猝灭,基于NS-CDs对Hg2+具有高选择性及Hg2+对NS-CDs强荧光猝灭作用,建立了其对Hg2+的荧光化学识别方法。该识别方法的线性方程为y=5.559 02x-13.860 39,其线性范围为1×10-3～1×10-9mol·L-1,R2为0.9947,检出限为7.11×10-3nmol·L-1,相对标准偏差小于2.5%,对实际样品检测精度和回收率高,可用于实际水样中Hg2+的检测,在生物和环境分析领域具有良好的应用前景。

论文目录

• 引 言
• 1 实验部分
•   1.1 仪器
•   1.2 试剂与材料
•   1.3 氮、 硫共掺杂CDs的制备
•   1.4 性能测试
•   1.5 离子荧光猝灭分析
• 2 结果与讨论
•   2.1 NS-CDs的表征
•   2.2 NS-CDs的UV-Vis和荧光分析
•   2.3 NS-CDs对金属离子选择性
•   2.4 NS-CDs对Hg2+的识别
•   2.5 NS-CDs对未知浓度汞离子检测
• 3 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 杨磊,林彬彬,郑旗伟,吴淑兰,郑炳云,朱智飞,胡文英

关键词: 磺胺,氮硫共掺杂,碳点,汞离子,光化学识别

来源: 光谱学与光谱分析 2019年11期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 化学,环境科学与资源利用

单位: 莆田学院环境与生物工程学院福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(31400318,21206079),福建省科技厅高校产学合作项目(2015H6017),福建省自然科学基金项目(14171056),莆田学院校基金项目(2016080,PY16012),莆田市科技计划项目(2017G2012,2017R4001,2015G2012),大学生创新创业训练计划项目(201711498007,201711498033,201711498053,201611498015)资助

分类号: O657.3;X832

页码: 3388-3394

总页数: 7

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