基于新型還原劑鹽酸羥胺熒光銅納米簇的合成及其性質(zhì)研究.pdf

1、由于熒光金屬納米簇(MNCs)獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，其作為一種新型的熒光材料已經(jīng)引起了越來越多的關(guān)注。MNCs的尺寸介于金屬原子和納米粒子之間，接近電子的費(fèi)米波長，使其表現(xiàn)出類似于分子的性質(zhì)例如離散的能級(jí)、尺寸可調(diào)的熒光性質(zhì)、良好的光穩(wěn)定性和生物相容性。到目前為止，已經(jīng)有大量工作研究報(bào)道了熒光貴金屬Au、Ag NCs的合成及其性質(zhì)和應(yīng)用研究。由于熒光非貴金屬銅納米簇(Cu NCs)更為廉價(jià)，具有良好的水溶性、更為廣泛的應(yīng)用和顯著

2、的光學(xué)性質(zhì)，最近幾年，熒光Cu NCs逐漸成為研究的熱點(diǎn)。然而，由于制備超小尺寸的Cu NCs非常困難而且合成的Cu NCs在空氣中容易被氧化，因此和已經(jīng)取得的Au和Ag NCs的合成方法相比，Cu NCs的研究仍處在一個(gè)初步階段。
　　本論文報(bào)道了一種簡單有效的一鍋化學(xué)合成熒光Cu NCs的方法，本方法采用鹽酸羥胺(NH2OH·HCl)作為還原劑，蛋白質(zhì)牛血清蛋白(BSA)和溶菌酶(Lys)作為保護(hù)劑。以BSA作為模板合成的熒光

3、銅納米簇(Cu NCs@BSA)在室溫365nm UV光照射下可觀察到明亮的橘色/紅色熒光，其最大的激發(fā)和發(fā)射峰分別位于355nm/615nm，395nm/645nm。以Lys作為模板合成的熒光銅納米簇(Cu NCs@Lys)在室溫365nm UV光照射下可觀察到明亮的黃色熒光，其最大的激發(fā)和發(fā)射峰分別位于334nm/596nm。本論文系統(tǒng)考察了熒光Cu NCs的合成條件，包括還原劑NH2OH·HCl的量、還原劑的選擇性、BSA/Cu(

4、NO3)2和Lys/Cu(NO3)2的摩爾比、pH值、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和不同銅源對(duì)合成Cu NCs熒光強(qiáng)度的影響。對(duì)在優(yōu)選實(shí)驗(yàn)條件下合成的熒光Cu NCs進(jìn)行透射電子顯微鏡(TEM)成像和X射線光電子能譜表征(XPS)，結(jié)果表明合成的Cu NCs外觀上呈圓形并且具有相對(duì)均勻的尺寸分布，平均尺寸大小接近2.5nm;從XPS光譜圖中可以看出Cu NCs中Cu處于零價(jià)態(tài)。更為重要的是，本方法合成的熒光Cu NCs在冰箱4℃避光保存條件下可保

5、持至少2個(gè)月的穩(wěn)定性，并且對(duì)H2O2表現(xiàn)出強(qiáng)的抗氧化性。此外，本方法合成的Cu NCs@BSA可應(yīng)用于靈敏和選擇性地檢測重金屬離子Hg2+，Hg2+的檢測限為0.2nM;Cu NCs@Lys可應(yīng)用于靈敏和選擇性地檢測Co2+，Co2+的檢測限為2.4nM。
　　據(jù)我們所知，這是首次采用溫和還原劑NH2OH·HCl來合成熒光Cu NCs，該合成方法簡單易行，反應(yīng)過程可以在室溫條件下直接進(jìn)行。合成的Cu NCs具有明亮的紅光/黃光發(fā)射