ZnS-Mn-SiO2量子點(diǎn)制備與表面修飾及其應(yīng)用于重金屬離子檢測的研究.pdf

1、自工業(yè)革命以來,隨著工業(yè)的進(jìn)步以及城市建設(shè)的加快,重金屬元素以各種各樣的形式廣泛存在于自然界中。雖然有些重金屬是生命活動(dòng)所必需的微量元素,但是大部分重金屬當(dāng)含量超過一定限制時(shí),會(huì)對(duì)生命體產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。近年來隨著工業(yè)發(fā)展,重金屬對(duì)環(huán)境的污染問題及其產(chǎn)生的危害逐漸受到廣泛關(guān)注,成為全球關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)問題。針對(duì)水環(huán)境中的重金屬離子檢測的方法主要有以下幾種:原子吸收光譜法、電化學(xué)分析法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、液相色譜法等。但是這些方法普遍存

2、在的問題就是需要昂貴的大型設(shè)備做支撐、分析操作的步驟較為復(fù)雜、檢測限較低。
　　量子點(diǎn)由于具有與傳統(tǒng)有機(jī)染料相比更加獨(dú)特的熒光性質(zhì),如熒光發(fā)射光譜較窄且對(duì)稱、量子產(chǎn)率高等,使其在化學(xué)分析、生物醫(yī)藥甚至太陽能電池方面的應(yīng)用都逐漸受到重視。量子點(diǎn)在重金屬離子檢測領(lǐng)域的應(yīng)用報(bào)道也日益增多,但在應(yīng)用前首先要解決的問題就是熒光穩(wěn)定性以及膠體穩(wěn)定性。如若能在量子點(diǎn)進(jìn)行合適的表面包覆,改善其熒光穩(wěn)定性以及膠體穩(wěn)定性,將會(huì)可以應(yīng)用在復(fù)雜的水環(huán)境中

3、,并且修飾帶有不同功能化基團(tuán)的物質(zhì),可能會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)多種重金屬離子的檢測。通常的表面修飾方式主要有兩種:表面殼層包覆、功能化修飾。表面殼層包覆是在量子點(diǎn)表面包覆一層高能帶隙的物質(zhì),這種方法可以提高量子產(chǎn)率以及熒光的穩(wěn)定性。功能化修飾是通過在表面修飾一層具有功能性基團(tuán)的高分子化合物,使制備的包覆后量子點(diǎn)具有很好的分散性能以及生物相容性。本文主要試圖通過這兩種方式來對(duì)ZnS:Mn量子點(diǎn)進(jìn)行表面包覆二氧化硅殼層包覆以及聚乙烯吡咯烷酮的繼續(xù)包覆,引

4、入了具有化學(xué)惰性的 SiO2殼層以及表面帶有負(fù)電性的水溶性高聚物PVP,并在包覆后進(jìn)行了海水環(huán)境中銅離子及鉛離子的檢測。
　　研究得到的主要成果有:
　　1)對(duì)溶劑熱法制備的ZnS:Mn表面進(jìn)行了二氧化硅殼層的包覆。采用X-射線衍射儀、透射電子顯微鏡、熒光分光光度計(jì)、紫外可見分光光度計(jì)等對(duì)所制備的 ZnS:Mn/SiO2納米復(fù)合微粒進(jìn)行了物相、形貌以及光學(xué)性能分析。所制備的ZnS:Mn/SiO2納米復(fù)合微粒在海水中具有良好的

5、膠體穩(wěn)定性。
　　探討了殼層修飾后的納米復(fù)合微粒對(duì)重金屬離子的選擇性以及在海水中檢測銅離子的最佳實(shí)驗(yàn)條件,并對(duì)海水中的銅離子進(jìn)行了測定,制作了標(biāo)準(zhǔn)曲線,建立了一種測定海水中銅離子的新方法。這種方法具有良好的線性關(guān)系以及較寬的測量范圍,其檢測限達(dá)到6×10-8M,并對(duì)其檢測機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　2)在第1步制備的ZnS:Mn/SiO2基礎(chǔ)上進(jìn)行了PVP的包覆。對(duì)產(chǎn)物采用紅外吸收光譜分析儀、透射電子顯微鏡、熒光分光光度計(jì)等儀器進(jìn)