荧光光谱法研究纳米二氧化钛光催化 降解核壳型CdSe／ZnS量子点.pdf

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1、第44卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第1期2016年1月ChineseJournalofAnalyticalChemistry61～67DOI：10．11895／j．issn．02530820．150450荧光光谱法研究纳米二氧化钛光催化降解核壳型CdSe／ZnS量子点李月生“宋智勇秦江涛黄海涛韩炎(湖北科技学院非动力核技术湖北省协同创新中心，咸宁437100)(武汉大学化学与分子科学学院，武汉430072)摘要在光诱导条件下，利用纳米二氧化钛(P25)对荧光物质核壳型CdSe／ZnS量子点进行光催化降解实验，通过荧光光谱法与传

2、统分光光度法对比研究，测定降解液的吸光度来进行分析与评价降解率，从而判断降解程度和效率。光催化降解结果表明：对荧光物质CdSe／ZnS量子点的荧光淬灭程度(ro)与反应时间()呈线性关系，符合CdSe／ZnS量子点光催化降解动力学拟合方程，证明了荧光光谱法与传统吸光光度检测结果的一致性。建立了一种高效灵敏检测光催化降解荧光物质方法，有助于分析荧光物质的光催化降解机理，为光催化降解其它荧光物质的相关研究提供参考。关键词荧光光谱法；光催化；荧光物质；量子点1引言CdSe／ZnS量子点(CdSe／ZnSQuantumdots，CdSe／ZnSQDs

3、)作为一种能够接受光激发产生荧光的半导体纳米颗粒，由于合成CdSe／ZnS量子点所用原料富含重金属源，量子点自身表面残余的重金属离子存在缓慢释放而造成环境污染“J。Jiu等研究进一步证实，CdSeQDs引发的细胞毒性远高于同浓度的游离Cd，因而仅从Cd的重金属毒性效应考虑量子点的细胞毒性是不充分的。许多研究者对CdSe／ZnS量子点的毒性做了更加深入的研究。Dubearet等将胶束包裹的CdSe／ZnSQDs注射到非洲爪蟾胚胎中。当每个细胞中注入5×10个QDs时，胚胎开始出现畸形。Hoshino等通过在CdSe／ZnS量子点表面修饰不同基团

4、，并考察其对人类淋巴母细胞遗传的影响。结果表明，QDs—COOH表现出较高的毒性。Kirchner等也对不同分子修饰的CdSe／ZnS量子点的毒性进行了研究。结果表明，除释放的cd外，量子点的团聚也会对细胞产生较大毒性。Green等研究表明，CdSe／ZnS量子点会严重损伤质粒DNA。本课题组前期的研究揭示了量子点等纳米材料的明显生物效应_1121。Lovric等H进一步研究了纳米粒子的尺寸与表面效应可能造成的纳米毒性。回收并有效处理难降解、低浓、高毒的量子点等污染物，是迫切需要科研工作者解决的问题。目前，仅针对污染物降解的研究方法普遍集中在

5、光诱导条件下，对水中或者空气中的有机染料、聚乙烯及某些有机污染物进行光催化降解，最终生成无毒、无味的COHO以及一些简单的无机物。目前，有关光催化降解产物检测的研究手段主要集中在利用传统分光光度法测定降解液的吸光度，从而判断降解程度和效率。而传统分光光度法的准确度与灵敏度远低于荧光光谱法_20]，而且利用荧光光谱法研究具有荧光特性量子点的光催化降解及其分析评价的文献报道不多。本研究在光照条件下，利用催化性能较高的纳米TiO：(P25)对荧光物质CdSe／ZnSQDs进行光催化降解实验，通过荧光光谱法与传统分光光度法对比研究，验证荧光光谱法与传

6、统吸光光度检测方法的一致性，建立一种光催化降解荧光物质的高效灵敏的检测新方法，为光催化降解其它荧光物质的相关研究提供理论依据和方法借鉴。2015-05-29收稿；2015-09-01接受本文系国家自然科学基金(No．11405050)，湖北省教育厅重点项目(No．D20142804)，国家级大学生创业训练和创业实践项目(Nos．201210927033，20131092723)，湖北省教育科学十二五规划课题(No．2014B243)资助。E—mail：frank78929@163．corn62分析化学第44卷2实验部分2．1仪器与试剂TU一1

7、900紫外-可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)；LS-55荧光分光光度计；JEM．2010FEF高分辨透射电子显微镜(13本JEOL公司)；带有能量散射x光光谱仪的场发射扫描电子显微镜LEO1530(德国LEO公司)；RigakuD—Max粉末x射线衍射仪(13本Rigaku公司)；SKL12x射线光电子能谱仪(德国LeyboldHeraeus公司)；ACE光催化反应系统(美国ACEGLASS公司)包括：卤素-钨灯(400W，)、滤光片(A>420nm)、Pyrex耐热玻璃反应器(300mL)、磁力搅拌器及恒温水循环系统。P25(

8、纳米TiO：，平均粒径30～50nm，德国德固赛公司)；巯基乙酸(MAA，99．0％，美国SigmaAldrich公司)；硬脂酸(99．0％)、氧化铬(CdO，99