煤基碳量子點的綠色制備及對Fe3+的檢測.pdf

1、碳量子點是目前研究非常廣泛的一類新型的納米級碳材料，以其獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性質(zhì)得到了人們的普遍關(guān)注，其綠色制備是當(dāng)今納米碳材料制備的前沿和熱點之一。目前，許多方法被用于制備碳量子點，而氧化法因操作簡單，反應(yīng)條件溫和，不需要復(fù)雜的儀器等優(yōu)點成為了最常用的方法。常規(guī)的氧化法大多以H2SO4/HNO3等強酸進(jìn)行氧化制備碳量子點，反應(yīng)后過量的強氧化劑和無機鹽使得后處理過程變得非常麻煩，對環(huán)境不友好，不利于規(guī)?；a(chǎn)，因此探索一種價格低廉以及環(huán)境

2、友好的制備方法具有十分重要的意義。本文以儲量豐富且廉價的褐煤為碳源，針對其特殊的結(jié)構(gòu)，將褐煤僅通過簡單氧化就可以制備出具有獨特性質(zhì)的高質(zhì)量的碳量子點。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以豐富廉價的褐煤為碳源，用臭氧氧化技術(shù)處理，僅經(jīng)過離心就能制備出高質(zhì)量的碳量子點。通過高倍透射電鏡、動態(tài)光散射、紅外、X射線光電子能譜等表征表明，該碳量子點粒徑主要分散在2-4nm，平均粒徑約為2.8 nm，穩(wěn)定性良好，表面以羥基、羧基、環(huán)氧基等含氧官能團

3、為主，因而具有良好的水溶性。利用紫外可見吸收光譜和熒光光譜研究其光學(xué)性質(zhì)，該碳量子點發(fā)射出綠色熒光，并具有激發(fā)波長依賴性，以及優(yōu)異的光穩(wěn)定性、pH穩(wěn)定性。然后將其作為熒光探針應(yīng)用到離子檢測方面，研究表明該碳量子點對Fe3+具有良好的響應(yīng)，其檢出限可達(dá)0.26μM。⑵以廉價豐富褐煤為碳源，用雙氧水在100℃以內(nèi)進(jìn)行氧化處理后，僅經(jīng)過離心就能制備出高質(zhì)量的碳量子點。通過高倍透射電鏡、動態(tài)光散射、紅外、X射線光電子能譜等表征表明，該碳量子點分

4、散性良好，平均粒徑約為2.8 nm，穩(wěn)定性良好，表面含有豐富的羥基、羧基、環(huán)氧基等含氧官能團。利用紫外可見吸收光譜和熒光光譜研究其光學(xué)性質(zhì)，該碳量子點發(fā)射出明亮的藍(lán)色熒光，并具有激發(fā)波長依賴性，以及優(yōu)異的光穩(wěn)定性、pH穩(wěn)定性。并將其應(yīng)用到檢測離子方面，研究表明該碳量子點對 Fe3+具有良好的響應(yīng)，其檢出限可達(dá)0.53μM。⑶對碳量子點的光學(xué)性質(zhì)做了簡要研究，通過對比臭氧和雙氧水兩種氧化法制備的碳量子點，雖然它們的平均粒徑都為2.8nm，