石墨烯量子點(diǎn)--離子液體復(fù)合物的制備、性能研究及其在陰離子檢測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、部分陰離子對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康具有危害。發(fā)展簡單、快速、準(zhǔn)確的陰離子直接檢測(cè)方法具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。熒光傳感分析檢測(cè)快速、靈敏，是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。石墨烯量子點(diǎn)(graphene quantum dots，GQDs)作為新型納米熒光碳材料，除具有明顯的量子限域效應(yīng)和邊界效應(yīng)外，還具有易于合成、毒性低、發(fā)光穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。建立新穎的GQDs改性方法并拓展其在陰離子直接檢測(cè)中的應(yīng)用具有重要的意義。本論文利用具有陰離子交換功能的離子液體作為修飾

2、劑，通過改變離子液體的結(jié)構(gòu)，制備得到兩種石墨烯量子點(diǎn)-離子液體復(fù)合材料，考察了所得復(fù)合材料對(duì)陰離子的選擇性，分別實(shí)現(xiàn)了對(duì)兩種陰離子的直接檢測(cè)。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)論文建立了石墨烯量子點(diǎn)的簡單制備方法并對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)的性能表征。具體為:以1，3，6-三硝基芘為碳源，在堿性NaOH水溶液中，利用水熱處理過程中碳源的分子融合，制備得到富含羥基、具有良好水分散性的石墨烯量子點(diǎn)。利用透射電子顯微鏡(TEM)、X-射線光電子能譜(X

3、PS)、原子力顯微鏡(AFM)、傅立葉變換紅外光譜(FTIR)和熒光光譜(FL spectrum)對(duì)所得GQDs進(jìn)行了性質(zhì)表征。結(jié)果表明，GQDs尺寸約為2～3 nm，片層厚度約為3-5層石墨烯厚度，富含羥基基團(tuán)，GQDs在365 nm紫外光照射下發(fā)射綠色熒光，最大激發(fā)波長為470 nm，最大發(fā)射波長為512 nm，且其熒光性能具有非激發(fā)波長依賴性，以羅丹明B為標(biāo)準(zhǔn)熒光參照物測(cè)得熒光量子產(chǎn)率為12.1％。
　　(2)論文建立了石墨

4、烯量子點(diǎn)-離子液體(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽，BMIMBF4)復(fù)合物(BMIMBF4-GQDs)的簡單制備方法并考察了復(fù)合物在Fe(CN)63-檢測(cè)中的應(yīng)用。BMIMBF4-GQDs的制備方法和原理為:在超聲條件下，在GQDs溶液中加入一定比例的BMIMBF4.利用石墨烯量子點(diǎn)與離子液體間的π-π和陽離子π作用，制備得到石墨烯量子點(diǎn)-離子液體復(fù)合物。利用TEM、XPS、AFM、FTIR和FL spectrum對(duì)最優(yōu)條件下制備所得

5、BMIMBF4-GQDs復(fù)合物進(jìn)行了表征。與純GQDs相比，XPS與FTIR表征結(jié)果顯示復(fù)合物中出現(xiàn)了BMIMBF4的特征信號(hào)，AFM表征表明復(fù)合后BMIMBF4-GQDs片層厚度較GQDs增加，證明BMIMBF4在GQDs上的有效復(fù)合。GQDs與離子液體復(fù)合并未引起GQDs粒徑的顯著變化。BMIMBF4-GQDs復(fù)合物的熒光性質(zhì)與純GQDs類似，最大激發(fā)波長和最大發(fā)射波長均未發(fā)生顯著變化。這說明BMIMBF4的引入未明顯改變GQDs的

6、熒光性質(zhì)?？疾炝薆MIMBF4-GQDs復(fù)合物的陰離子選擇性，發(fā)現(xiàn)Fe(CN)63-可以猝滅BMIMBF4-GQDs的熒光。據(jù)此建立了BMIMBF4-GQDs直接檢測(cè)Fe(CN)63-的熒光檢測(cè)方法。在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下，BMIMBF4-GQDs復(fù)合物檢測(cè)Fe(CN)63-的線性范圍為0.1μM-2.5 mM，檢測(cè)限為0.04μM。
　　(3)論文建立了石墨烯量子點(diǎn)-離子液體(1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽，BMIMPF6)復(fù)合物(

7、BMIMPF6-GQDs)的簡單制備方法并考察了復(fù)合物在S2-檢測(cè)中的應(yīng)用。采用類似的合成方法，將富含羥基的GQDs與BMIMPF6復(fù)合，制備得到BMIMPF6-GQDs復(fù)合物。利用TEM、XPS、AFM、FTIR和FL spectrum對(duì)制備所得BMIMPF6-GQDs復(fù)合物進(jìn)行表征，證明了BMIMPF6的成功復(fù)合，且BMIMPF6的復(fù)合未明顯改變GQDs的粒徑和熒光性質(zhì)?？疾炝薆MIMPF6-GQDs復(fù)合物的陰離子選擇性，結(jié)果表明S