荧光碳量子点的绿色合成及高灵敏高选择性检测汞离子.pdf

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1、第42卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第9期2014年9月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1252～1258DOI：10．11895／j．issn．0253-3820．140133荧光碳量子点的绿色合成及高灵敏高选择性检测汞离子胥月汤纯静黄宏孙超群张亚鲲叶群峰王爱军(浙江师范大学地理与环境科学学院，化学与生命科学学院，金华321004)摘要本实验以苹果汁为原料，通过一步水热法合成得到了水溶性好及稳定性高的蓝色荧光碳量子点。研究发现Hg对碳量子点荧光有良好的猝灭作用，

2、从而建立了一种快速检测Hg的新方法。实验发现在pH7．0磷酸盐缓冲介质中碳量子点荧光猝灭强度与Hg浓度在5～100nmol／L和1～50txmol／L范围内呈线性关系，检出限为2．3nmol／L(S／N=3)。本方法可用于实际水样中Hg的测定。关键词碳量子点；绿色合成；苹果汁；汞离子检测1引言汞离子(Hg)是毒性较高的重金属离子之一。它能够通过食物链产生富集效果，最终在人体内积累，对人类的健康和生命造成严重威胁，如大脑及中枢神经的损伤、肾脏衰竭、DNA破坏等l】。因此，对汞污染的研究逐渐成为各国环境工作者研究的热点

3、。目前，Hg的检测方法有比色法[2]、电化学法_3]、荧光光谱法¨4及原子发射光谱法_5]等。相比于其它几种方法，荧光光谱法具有灵敏度高、选择性好、用样量少、方法简便、丁作曲线线性范围宽等优点。荧光碳量子点(CQDs)是一种尺寸小于10nm的碳纳米颗粒[6]。与传统有机染料及半导体量子点相比，荧光碳量子点不仅具有光学性质稳定和易于实现表面功能化等优势，还具有生物相容性好和细胞毒性低等特性]。因此，荧光碳量子点有广泛的应用前景，包括生物成像[9]、传感l1。。、药物传递[1。]和光催化_】等。目前，研究者建立了多种制

4、备荧光碳量子点的方法，如电弧放电法【H]、激光刻蚀法l1、电化学法]、化学氧化法j、水热法]、超声处理[和微波辐射法]。其中，水热法被认为是一种简单、高效制备荧光碳量子点的方法。Liu等¨通过水热法处理草制备出氮掺杂碳量子点，并用于构建铜离子传感器。本实验以苹果汁为原料，通过一步水热法获得有蓝色荧光的碳量子点。合成的碳量子点可以用于环境水样中Hg的快速检测。2实验部分2．1仪器与试剂JEOL2100F场发射透射电镜(TEM，日本电子公司)；Lambda950紫外可见分光光度计，Ls一45荧光分光光度计(珀金埃尔默仪

5、器有限公司)；NicoletNEXUS670红外光谱仪(FTIR，美国热电尼高力公司)；X．射线光电子能谱仪(XPS，赛默飞世尔科技)。CaC12，ZnC12，FeC12，MnC12，BaC12，CuC12，CoC12，CaC12，KC1，FeC13，MgC12，PbC12，NiC12，NaC1，乙酸钠，Hg(NO)及NaC10(阿拉丁试剂公司)；HgC1：、乙酸汞((CH，COO)Hg，上海国药集团化学试剂有限公司)；Hg(CIO)(Sigma试剂公司)；其余试剂均为分析纯。实验用水为二次蒸馏水。苹果购自当地超市

6、，洗净后，用豆浆机处理成苹果汁待用。2．2实验方法量取35mL苹果汁并转移至50mL聚四氟乙烯反应釜中。将反应釜置于烘箱中于180℃下加热2014—02．17收稿：2014—05一O1接受本文系国家自然科学基金(Nos21175118，21275130)和浙江师范大学国家级大学生创新创业训练计划项目(No．201310345020)项目资助E—mail：ajwang@nu．cn第9期胥月等：荧光碳量子点的绿色合成及高灵敏高选择性检测汞离子l257机物以及菌类对Hg的测定没有干扰。同时，采用冷原子吸收光谱法对照测试(

7、国家环境保护标准H．I597—2(】11)，结果表明，两种方法没有显著差异(表2)。因此，此方法可用于实际样品中Hg的测定。表2水样中Hg的测定Table2AnalyticalresultsofHginwatersamples4结论以苹果汁为原料，通过一步水热法合成了水溶性好且稳定性高的荧光碳量子点。基于痕量Hg。对碳量子点荧光的强猝灭作用建立了一种快速测定Hg的新方法。本方法可用于实际水样中Hg的测定，在环境监控与分析方面有广阔的应用前景。References1ClarksonTW，MagosL．Crit．Rev

8、．Toxico1．，2006，36(8)：609—6622LiT，DongSJ，WangEK．Ana1．Chem．，2009，81(6)：2144—21493LiuSJ，NieHG，JiangJH，ShenGL，YuRQ．Ana1．Chem．，2009，81(14)：5724—57304LiHL．ZhaiJF，TianJQ，LuoYL．SunXP．Biose