碳量子點熒光探針的制備及在Cr(Ⅵ)與甲醛檢測中的應(yīng)用

碳量子點熒光探針的制備及在Cr(Ⅵ)與甲醛檢測中的應(yīng)用

摘要：碳量子點是一種新型的納米材料，具有優(yōu)異的光學(xué)性能和生物相容性，因此在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本文主要研究了一種簡單高效的制備碳量子點熒光探針的方法，并將其應(yīng)用于Cr(Ⅵ)與甲醛的檢測中。實驗結(jié)果表明，該熒光探針具有高度選擇性和靈敏度，可以準(zhǔn)確快速地檢測到Cr(Ⅵ)和甲醛的存在。

1.引言

近年來，環(huán)境污染問題日益突出，對污染物準(zhǔn)確檢測的需求也越來越迫切。Cr(Ⅵ)和甲醛作為常見的污染物，對人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，發(fā)展一種高效準(zhǔn)確的檢測方法，具有重要的現(xiàn)實意義和市場價值。碳量子點作為一種新型的納米材料，具有優(yōu)異的光學(xué)性能和生物相容性，被廣泛應(yīng)用于熒光探針的制備。

2.實驗方法

2.1碳量子點的制備

以檸檬酸和乙二胺為原料，通過水熱法合成碳量子點。首先，在250mL的三頸燒瓶中加入檸檬酸和乙二胺的混合溶液，攪拌混合均勻后封閉燒瓶，置于180°C的恒溫槽中反應(yīng)24小時。待反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)溶液過濾并用去離子水洗滌后，再進(jìn)行低溫干燥得到碳量子點粉末。

2.2熒光探針的制備

將制備的碳量子點粉末與適量的乙醛溶液攪拌均勻，靜置反應(yīng)2小時，然后用離心機(jī)進(jìn)行離心分離。將沉淀洗滌干凈后，用去離子水重懸，得到碳量子點熒光探針溶液。

3.結(jié)果與討論

3.1碳量子點的表征

利用透射電子顯微鏡(TEM)對制備的碳量子點進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)其顆粒大小均勻分散，并且粒徑約為10nm。紅外光譜(IR)分析表明，碳量子點表面存在豐富的羥基官能團(tuán)。紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)顯示碳量子點在藍(lán)光激發(fā)下具有強(qiáng)烈的熒光發(fā)射。

3.2熒光探針的性能測試

將制備的碳量子點熒光溶液與不同濃度的Cr(Ⅵ)和甲醛進(jìn)行反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Cr(Ⅵ)和甲醛的濃度升高時，熒光強(qiáng)度逐漸增加。通過熒光強(qiáng)度和濃度的線性擬合，得到了Cr(Ⅵ)和甲醛的標(biāo)準(zhǔn)曲線，進(jìn)而可以準(zhǔn)確檢測待測樣品中Cr(Ⅵ)和甲醛的濃度。

4.應(yīng)用展望

該研究提出了一種簡單高效的制備碳量子點熒光探針的方法，并將其應(yīng)用于Cr(Ⅵ)和甲醛的檢測中。然而，目前該方法仍處于實驗室研究階段，需要進(jìn)一步優(yōu)化和驗證其在復(fù)雜環(huán)境下的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。未來，可以考慮進(jìn)一步探索碳量子點在其他環(huán)境污染物檢測中的應(yīng)用，并開發(fā)出更加高效、靈敏的檢測方法，為環(huán)境保護(hù)和人類健康提供更好的保障。

結(jié)論：

本研究成功制備了一種簡單高效的碳量子點熒光探針，并將其應(yīng)用于Cr(Ⅵ)和甲醛的檢測中。該熒光探針具有高度選擇性和靈敏度，可以準(zhǔn)確快速地檢測到Cr(Ⅵ)和甲醛的存在。該研究為環(huán)境污染物檢測提供了一種新的思路和方法綜上所述，本研究成功制備了一種簡單高效的碳量子點熒光探針，并應(yīng)用于Cr(Ⅵ)和甲醛的檢測中。該熒光探針具有高度選擇性和靈敏度，能夠準(zhǔn)確快速地檢測到Cr(Ⅵ)和甲醛的存在。通過紅外光譜和紫外-可見吸收光譜分析，確認(rèn)了碳量子點表面存在豐富的羥基官能團(tuán)，并展現(xiàn)了在藍(lán)光激發(fā)下的強(qiáng)烈熒光發(fā)射性質(zhì)。通過熒光強(qiáng)度和濃度的線性擬合，得到了Cr(Ⅵ)和甲醛的標(biāo)準(zhǔn)曲線，從而可以準(zhǔn)確檢測待測樣品中Cr(Ⅵ)和甲醛的濃度。然而，該方法仍需要進(jìn)一步優(yōu)化和驗證其在復(fù)雜環(huán)境下的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。未來的研究可以進(jìn)一步探索碳量子點