1 辽宁科技大学 化学工程学院， 辽宁 鞍山 114051
2 河北工业职业技术大学， 河北 石家庄 050091
以海拉尔褐煤热解萃取物为碳源，HNO3为氮源，通过一步水热法合成了氮掺杂煤基碳量子点（N?CQDs），将N?CQDs作为荧光探针，通过荧光猝灭法可选择性识别环境水中的Cr（Ⅵ）。利用透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、荧光分光光度计等手段对N?CQDs的形貌、结构、组成和光学性质进行表征。结果表明，该N?CQDs在水中具有良好的分散性，平均粒径为2.01 nm，表面含有丰富的羟基、羧基、环氧基和硝基等含氧、含氮官能团。N?CQD的量子产率（QY）为1.36%，在340 nm激发光照射下发出黄绿色荧光（556 nm），且发射波长不依赖于激发波长（280～440 nm）。N?CQDs的pH值在4～11之间、低氯化钠浓度及长时间存放情况下，仍表现出优异的光学稳定性。分析多种阴离子对其荧光强度的猝灭影响，当Cr（Ⅵ）在0～200 μmol/L时，N?CQD荧光强度（F0/F）与Cr（Ⅵ）浓度呈现良好的线性关系，检测限为0.56 μmol/L，实际水样的检测结果与ICP?OES检测结果一致。
碳量子点 Cr（VI） 离子检测 carbon quantum dots Cr（Ⅵ） ion detection
1 长春工业大学 化学工程学院, 材料科学高等研究院, 吉林 长春 130012
2 吉林大学化学学院 超分子结构与材料国家重点实验室, 吉林 长春 130012
以青霉胺(DPA)为还原剂和稳定剂, 通过一锅法一步制备了青霉胺稳定的铜/银双金属纳米簇(DPA-Cu/Ag NCs), 并将其作为一种传感器用于检测水样中的银离子。该银离子传感器具有价格低廉、分析速度快速、选择性高等特点。采用透射电子显微镜(TEM)等方法表征了DPA-Cu/Ag NCs的结构及其化学组成, 并通过荧光光谱和紫外-可见光谱法研究了DPA-Cu/Ag NCs的光学性质。结果表明, 该DPA-Cu/Ag NCs在激发波长为300 nm时的最大发射波长为555 nm, 其溶液在可见光照射下呈现乳白色, 在紫外灯照射下则呈现出明亮的黄色荧光。在DPA-Cu/Ag NCs的制备条件达到最优化的情况下, 可以将其作为探针, 用来高选择性、高灵敏性地检测银离子。该探针检测银离子的检测限为0.3 μmol/L, 线性范围为0~500 μmol/L。该DPA-Cu/Ag NCs探针还可应用于自然环境水样(湖水、瓶装矿泉水和实验室自来水)中银离子浓度的检测, 其检测性能十分优异且具有良好的准确度和重现性, 表明DPA-Cu/Ag NCs探针在环境检测方面有非常高的应用价值。
金属纳米簇 荧光 双金属 银离子检测 metal nanocluster fluorescence bi-metal silver ion detection
1 邵阳学院信息工程学院，湖南 邵阳 422000
2 中南大学自动化学院，湖南 长沙 410083
3 中南大学物理与电子学院，湖南 长沙 410083
微型光纤光谱仪由于具有小型化、集成化、检测速度快等特点，适合用于工业现场多组分物质的在线检测。针对微型光谱仪由于受到仪器杂散光、光度噪声和光源波动等因素的影响，导致测量光谱信号精度差的问题，提出了一种面向微型光谱仪在线检测的光学系统误差校正方法。该方法首先使用光谱仪在线测量光谱强度，并通过参考溶液和待测溶液获取光谱信号；其次，通过提出的自适应小波阈值去噪法，消除光谱信号的光度噪声，提升光谱信号的灵敏度；然后，提出了一种基于双波长光强比值不变性的光源稳定方法，动态消除光源误差；最后，对铜钴离子的光谱信号进行动态校正，并对校正曲线进行性能分析。结果表明，所提出的方法简单快速，适用于光谱信号的动态校正，以满足多金属杂质离子在线检测的需求。
微型光纤光谱仪 多金属离子检测 光学系统误差校正 自适应小波阈值法 激光与光电子学进展
2022, 59(3): 0307001
广西科技大学生物与化学工程学院, 柳州 545006
以土豆为碳源采用水热法合成了发光碳量子点(CQDs), 向体系中加入碳酸锰, 合成了锰掺杂的CQDs(Mn-CQDs)。用透射电镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、红外光谱等对样品进行了表征。结果表明: CQDs和Mn-CQDs为球状, 平均粒径3~5 nm；Mn掺杂增强了CQDs的荧光强度及稳定性；CQDs和Mn-CQDs最大激发波长分别为435 nm、395 nm, 对应的发射波长分别为525 nm、465 nm。将CQDs、Mn-CQDs用于金属离子检测, 它们都对Ag+具有很好的选择性, 对Ag+的检测限分别为0.064 μmol/L、0.027 μmol/L, 表明CQDs、Mn-CQDs可应用于水介质中Ag+的痕量检测, Mn-CQDs具有更高的灵敏度。
碳量子点 土豆基碳量子点 水热法 Mn掺杂 痕量检测 银离子检测 carbon quantum dot potato-based carbon quantum dot hydrothermal method Mn doping trace detection Ag+detecting
北京工业大学化学与生物系 绿色催化与分离北京市重点实验室， 环境安全与生物效应中心， 北京 100124
碳点合成原料来源广泛，发光性能可调，生物相容性良好，在生物成像、离子检测、发光材料等领域具有巨大的应用潜力。本文综述了碳点的制备方法、发光原理以及应用，重点介绍了碳点的制备方法，总结了近年来碳点在催化、生物成像等领域的最新进展;指出未来研究中需要进一步对碳点的合成进行优化，深入探究碳点的发光机理;制备发光波长可调、尺寸可调的碳点，对其在发光器件、生物成像、传感等领域的应用具有重要意义。
碳点 发光机理 生物成像 离子检测 催化 carbon dots PL mechanism bioimaging ion detection catalysis
郑州大学化学学院 绿色催化中心, 河南 郑州450001
设计合成了一种新型聚集诱导发光分子三苯乙烯炔金-三苯基膦(1)。1溶解在DMSO中几乎无荧光, 在固体状态下具有明亮的蓝色荧光, 表现出典型的聚集诱导发光性能。研究表明, 其聚集诱导发光特性来自于限制分子内旋转机理。1在水溶液中表现出对Hg2+的荧光猝灭响应, 并表现出良好的选择性和抗干扰能力。
聚集诱导发光 金配合物 汞离子检测 aggregation-induced emission gold complex Hg2+ detection
湖南工学院材料与化学工程学院, 湖南 衡阳 421002
聚腺嘌呤-金纳米簇(聚A-AuNCs)制备简单, 快速, 且具有优良的荧光性能和光学稳定性。 基于聚A单链DNA为模板合成的金纳米簇, 构建了一种灵敏、 简单、 快速的新传感方法用于检测汞离子。 以柠檬酸钠为还原剂, 通过水浴加热法合成金纳米簇。 用荧光光谱仪和透射电镜对金纳米簇的荧光性能和微观形貌进行了表征。 结果表明: 合成的金纳米簇为球形, 分散性良好, 平均粒径约为7 nm。 金纳米簇在280 nm紫外光激发下, 于471 nm处发射出强烈的蓝色荧光, 且金纳米簇的光学稳定性良好。 溶液在4 ℃下避光保存1个月, 金纳米簇的荧光强度变化很小。 当汞离子存在时, 汞离子与纳米金之间的高亲和力, 可以有效地猝灭金纳米簇的荧光。 文中讨论了反应体系中缓冲溶液pH值和反应时间对传感器性能的影响, 发现缓冲溶液pH值对该方法的影响不大。 汞离子对金纳米簇的荧光猝灭反应非常迅速, 1 min之内就可以完成, 所以后续反应仅需简单的混合即可进行荧光的测定。 在最优化实验条件下, 对一系列汞离子浓度进行了检测, 线性方程为: y=-335.57x+541.35, 检测线性范围在0.01~1 μmol·L-1之间, 相关系数为0.992 6。 根据空白的三倍标准偏差原则确定检测下限为3 nmol·L-1。 该方法选择性好, 通过9种金属离子的加入对金纳米簇的荧光信号并无明显影响, 验证了金纳米簇对汞离子检测的特异性。 用该方法检测了环境水样中的汞离子, 加标回收率在95.33%~103.8%之间, 相对标准偏差(RSD)不大于4%, 可用于实际样品中Hg2+的检测。 该法仅需将溶液简单混合即可实现对汞离子的检测, 具有操作简便、 快速、 灵敏度高和选择性好等优点。
金纳米簇 荧光法 汞离子检测 Gold nanoclusters Fluorescence Detection of Hg2+
南宁师范大学 化学与材料学院, 广西天然高分子化学与物理重点实验室, 广西 南宁 530001
以间苯二胺和磷酸为原料, 采用水热法合成了一种高荧光量子产率(67.53%)的氮、磷掺杂碳点(N,P-CDs), 对其合成条件(反应时间和温度)进行了优化。采用红外光谱、紫外吸收光谱、荧光光谱、光电子能谱对N,P-CDs的结构和光学性能进行了表征, 并用透射电镜对其形貌进行了观察。结果显示N,P-CDs呈球形, 平均粒径约为7.5 nm, 在365 nm紫外光激发下发出亮绿色荧光, 最大激发与发射波长分别为442 nm和515 nm。将N,P-CDs应用于金属离子检测中, 发现其对Pd2+具有良好的选择性, 检测限为0.995 μmol/L。通过紫外吸收光谱、荧光寿命的测定研究了Pd2+对N,P-CDs的荧光猝灭机制, 结果表明猝灭机制为静态猝灭, 分析是因为Pd2+与N,P-CDs形成了复合物。
间苯二胺 荧光碳点 离子检测 Pd2+传感器 m-phenylenediamine fluorescent carbon dots ion detection Pd2+ sensor
南宁师范大学 化学与材料学院, 广西天然高分子化学与物理重点实验室, 广西 南宁 530001
以柠檬酸与壳聚糖为主要原料, 以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为偶合剂, 合成了一种壳聚糖衍生物(CS-g-CA)。然后将CS-g-CA与掺杂试剂N-(2-羟乙基)-乙二胺通过水热法合成了壳聚糖衍生物聚合物碳点(P(CS-g-CA)Ds)。采用荧光光谱、紫外光谱、透射电镜对P(CS-g-CA)Ds进行了表征和性能测试。结果表明该聚合物碳点具有良好的荧光性能, 有较高的量子产率(54.7%)和较长的荧光寿命(13.12 ns)。将P(CS-g-CA)Ds应用于金属离子检测中, 发现P(CS-g-CA)Ds对Pd2+有良好的选择性, 其检测极限为63.3 nmol/L。通过紫外吸收光谱、荧光寿命以及不同温度下猝灭常数的测定研究了Pd2+对P(CS-g-CA)Ds的荧光猝灭机制, 结果均表明其猝灭机制为静态猝灭。
壳聚糖 聚合物碳点 荧光材料 离子检测 chitosan polymer carbon dots fluorescent material ion detection Pd2+ Pd2+
