银纳米簇—碳纳米点杂化荧光比率探针的制备及重金属检测应用研究

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1、1由扫描全能王扫描创建国内图书分类号：X832密级：公开国际图书分类号：502西南交通大学研究生学位论文银纳米簇-碳纳米点杂化荧光比率探针的制备及重金属检测应用研究年级二零一五级姓名汤文浩申请学位级别工程硕士专业环境工程指导老师范美坤教授二零一八年五月二十六日ClassifiedIndex：X832U.D.C：502SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisPREPARATIONOFSILVERNANOCLUSTER-CARBONNANOPARTICLESH

2、YBRIDFLUORESCENCERATIOPROBEANDITSAPPLICATIONINDETECTIONOFHEAVYMETALSGrade:2015Candidate:WenhaoTangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:EnvironmentalEngineeringSupervisor:MeikunFanMay.26.2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要近年来，环境污染问题日趋严重。随着越来越多的重金属元素

3、被用于生产生活，作为诸多环境问题之一的重金属污染问题也愈发凸显。铜离子（Cu2+）、铅离子（Pb2+）等重金属离子属于环境中的典型重金属污染物，对生物体（尤其是人体）健康危害较大。所以，环境重金属污染防治工作一直为人们所关注，其中，水体重金属离子检测是其不可或缺的部分之一。荧光分析法作为水体中重金属离子的重要检测方法，一直为科研工作者们所关注。用于重金属离子检测的传统荧光探针，如半导体量子点、有机荧光染料等物质，容易对环境造成二次污染，同时单信号荧光探针的对外界环境变化较为敏感，抗干扰能力差。因此，研制一

4、种环境污染小、抗干扰能力强的探针对于水体中重金属离子的检测具有十分重要的意义。本论文主要制备了一种基于银纳米簇和碳纳米点的荧光比率探针，并研究了其对水体中重金属离子的检测特性。本论文的主要研究内容为银纳米簇-碳纳米点荧光比率探针的制备及其在重金属检测中的应用。首先，使用高聚物模板法和微波法分别合成了银纳米簇和碳纳米点，并采用混合杂化的方法制备出银纳米簇-碳纳米点杂化荧光比率探针，其中银纳米簇稀释百分比为2.5%，碳纳米点浓度为0.05µg/mL。然后，本论文研究了该杂化探针对水体中不同金属离子（Al3+、

5、Fe3+、K+、Mg2+、Na+、Pb2+和Cu2+）的检测效果，发现该探针能够对铜离子产生特异性识别并对其浓度进行比率检测。实验结果表明：银纳米簇-碳纳米点杂化荧光比率探针存在两个荧光发射峰（λex=320nm），分别位于565nm及440nm波长处，且存在两个线性区间：当Cu2+浓度处于3-36µmol/L浓度范围内，I2+2565/I440与Cu浓度线性关系较好，R=0.99，检出限为3µmol/L；在90-400µmol/L浓度范围内线性关系一般，R2=0.97。同时，本论文分别使用银纳米簇-碳纳

6、米点杂化荧光比率探针法和国家标准方法对三个平行加标自来水样品进行铜离子浓度检测，结果分别为1.17mg/L（RSD=7.73%）和1.03mg/L（RSD=2.23%），由此可见，本论文所提出的银纳米簇-碳纳米点杂化荧光比率探针法在水样Cu2+检测中具有良好的准确性，且使用起来方便快捷。因此，本论文认为银纳米簇-碳纳米点荧光比率探针法在水体中的铜离子快速检测领域存在一定的应用潜力。关键词：银纳米簇；碳纳米点；杂化荧光比率探针；铜离子西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractInrecentye

7、ars,environmentalpollutionhasbecomeincreasinglyserious.Asmoreandmoreheavymetalelementsareusedinproductionandlife,theproblemofheavymetalpollution,whichisoneofmanyenvironmentalproblems,hasbecomeincreasinglyprominent.Heavymetalionssuchascopperions(Cu2+)andle

8、adions(Pb2+)aretypicalheavymetalpollutantsintheenvironment,andhaveagreaterhealthhazardtoorganisms(especiallyforthehumanbody).Therefore,thepreventionandcontrolofheavymetalpollutionintheenvironmenthasalwaysbeenofconce