泉州师范学院化工与材料学院, 福建 泉州 362000
以胱氨酸和柠檬酸为碳源, 采用一步水热法合成了氮硫掺杂结构的蓝色荧光碳点(FCDs)。 FCDs在350 nm波长光源激发下, 于455 nm出现最大的荧光发射峰。 碳点水溶液在pH=6~11范围内都呈现稳定的荧光发射, 具有61.7%的高荧光量子产率和10.75 ns的长荧光寿命。 以此碳点为目标物, 设计层层自组装膜的简易制备方案, 探究银纳米复合基底对其荧光信号的增强效应, 通过增强型荧光传感膜实现提高药物检测灵敏度的目的。 实验过程中利用多巴胺碱性溶液的自聚合和还原效应, 在玻璃基底上形成平整的聚多巴胺膜, 同步进行硝酸银原位还原, 可制得均匀分散的聚多巴胺复合银纳米膜基底。 紫外光谱、 荧光光谱、 扫描电子显微镜和电子能谱检测结果表明, 在多巴胺聚合膜形成过程中原位还原的银纳米, 具有操作简便和稳定性能好优点, 纳米颗粒不易被氧化。 结合层层自组装多层膜技术(layer-by-layer self-assembled mutilayers, LBL SAMs), 在纳米复合膜表面组装聚电解质分子层, 精确调控银纳米与碳点的间隔距离, 构建荧光性自组装膜FTO/PDA-AgN/PDDA/[PSS/PDDA]3/FCDs, 探究银纳米对碳点的荧光增强效应。 研究结果表明, 当聚多巴胺复合银纳米基底与碳点之间达到一定间隔距离时, 银纳米粒子可增强自组装膜上碳点的荧光信号, 荧光强度增加近3倍, 相应的荧光寿命由6.084 ns减小至2.983 ns。 这种荧光增强效应呈现出来的距离依赖性、 辐射衰减加快和与银纳米还原程度相关性, 表明增强荧光的机理可能为银纳米和碳点之间的局域表面等离子共振效应。 葛根素的加入使传感膜上碳点的荧光信号发生猝灭, 猝灭的程度和葛根素的含量在3.33×10-7~1.50×10-5 mol·L-1范围内呈现良好的线性关系, 可建立荧光传感薄膜对葛根素的含量检测。 线性回归方程为I0/I=2.843×104cPue+1.068, 相关系数r=0.9985 6, 检出限QL=2.31×10-7 mol·L-1。 相比于FTO/PDA/PDDA/[PSS/PDDA]3/FCDs, 增强荧光型传感膜明显提高了对葛根素的响应灵敏度, 检测限降低近一个数量级。
银纳米粒子 聚多巴胺 金属增强荧光 自组装膜 葛根素 Ag manoparticles Polydopamine Metal-enhanced fluorescence Self-assembled membrane Puerarin
1 重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室, 重庆 400054
2 重庆理工大学重庆市现代光电检测技术与仪器重点实验室, 重庆 400054
3 重庆理工大学两江国际学院, 重庆 401135
为了实现高温高湿环境下氢气浓度稳定准确的检测,提出了一种新的光纤布拉格光栅(FBG)氢气传感器制作方法。首先,在FBG表面自聚合组装聚多巴胺涂层,并将组装成的涂层用于吸附氯化钯溶液中的钯离子、形成钯核,以增强钯核在光纤表面的黏附强度。其次,利用还原剂为钯离子提供还原位点,将钯核生长为致密的钯膜。再次,在钯膜表面涂覆一层氧化硅超疏水薄膜,以增强光纤在高湿环境下运行的稳定性。最后,引入温度补偿单元,消除温度对氢浓度测量产生的影响。实验研究了聚多巴胺厚度、还原剂种类、钯膜厚度和温湿度对传感器氢敏响应特性的影响。研究发现,在温度为30~70 ℃、相对湿度为20%~90%的范围内,传感器能稳定准确地响应氢气浓度的变化,灵敏度达10.80 pm/%、相对误差小于7.2%。
光纤光学 光纤Bragg光栅 氢气浓度 温度 聚多巴胺 钯膜 超疏水涂层
陕西科技大学 材料科学与工程学院, 陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室, 西安 710021
以聚多巴胺(PDA)修饰的Ti3C2Tx为基体, 高锰酸钾(KMnO4)为锰源, 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚乙二醇(PEG)为表面活性剂, 采用液相共沉淀法及水热法, 制备出四种不同形貌的Ti3C2Tx@MnO2复合材料。通过FE-SEM、XRD、Raman、FT-IR、BET及电化学测试, 系统研究了纳米碎片状(δ-MnO2)、米粒状(α-MnO2)、纳米花球状(α-MnO2)以及纳米线状二氧化锰(α-MnO2)对Ti3C2Tx物相结构、电化学活性和电荷存储机理的影响。结果表明: 纳米线状MnO2复合改性的Ti3C2Tx比表面积最大、电荷转移阻抗最小且循环稳定性最优, 在扫描速率为2 mV·s -1时的比容量达340.9 F·g -1, 比使用CTAB时高出近2.5倍。
MXene 聚多巴胺 表面活性剂 二氧化锰 电化学性能 MXene polydopamine surfactant manganese dioxide electrochemical performance
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Chemical Engineering, Tianjin Key Laboratory of Membrane Science and Desalination Technology, School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 Collaborative Innovation Center of Chemical Science and Engineering (Tianjin), Tianjin 300072, China
We present a facile and effective method for fabrication of the localized surface plasmon resonance (LSPR) optical fiber sensor assisted by two polydopamine (PDA) layers with enhanced plasmonic sensing performance. The first PDA layer was self-polymerized onto the bare optical fiber to provide the catechol groups for the reduction from Ag+ to Ago through chelating and redox activity. As the reduction of Ag+ proceeds, Ag nanoparticles (NPs) were grown in-situ on the PDA layer with uniform distribution. The second PDA layer was applied to prevent Ag NPs from oxidating and achieve an improvement of LSPR signal. The PDA/Ag/PDA-based optical fiber sensor has an enhanced LSPR sensitivity of 961 nm/RIU and excellent oxidation resistance. The stable PDA/Ag/PDA-based LSPR sensor with high optical performance is very promising for future application in optical sensing field.
LSPR optical fiber polydopamine in-situ growth silver nanoparticles Photonic Sensors
2020, 10(2): 97
