石墨烯量子點的制備及其在光致發(fā)光傳感中的應(yīng)用.pdf

1、石墨烯及功能化石墨烯是最近科學(xué)界的熱門材料，將石墨烯進行共價或非共價鍵功能化，使其擁有光化學(xué)或電化學(xué)活性基團成為研究的熱點?；谑┘肮δ芑?gòu)建的熒光共振能量轉(zhuǎn)移生物傳感器中，石墨烯及功能化石墨烯大多作為能量接受體，使熒光發(fā)射體的熒光猝滅，應(yīng)用于DNA、蛋白質(zhì)、ATP等生物分子檢測。由于石墨烯及功能化石墨烯表面性質(zhì)使其光致發(fā)光強度較弱，一般很少將其作為熒光發(fā)射體。但是，可以用化學(xué)方法改變石墨烯的尺寸和形狀，使得石墨烯變?yōu)樾∮?0

2、0 nm的表面帶含氧基團的石墨烯片，我們將其稱為石墨烯量子點，這種小尺寸的石墨烯量子點具有優(yōu)良的光致發(fā)光性質(zhì)。最近，石墨烯量子點的制備成為大家關(guān)注的焦點，關(guān)于其應(yīng)用還是處于初級階段。本研究的主要內(nèi)容有以下幾個方面：
　　 ⑴通過水熱法用石墨烯片制備石墨烯量子點。采用紅外表征證明所制得的藍色發(fā)光石墨烯量子點表面富含羧基，通過原子力顯微鏡、透射電鏡及熒光對石墨烯量子點進行表征，結(jié)果表明石墨烯量子點大多為單層和雙層，厚度在0.5 nm

3、和1.0 nm，粒徑在10-20nm，其熒光具有激發(fā)波長依賴，當(dāng)激發(fā)波長從310 nm變至380 nm時，熒光發(fā)射峰位置相應(yīng)的從450 nm移至510nm，光致發(fā)光強度迅速降低。石墨烯量子點抗鹽能力較強，NaCl對其發(fā)光幾乎沒有影響。但是pH值對石墨烯量子點的發(fā)光有很大的影響，酸性條件下發(fā)光弱，堿性條件下發(fā)光較強。石墨烯量子點具有良好的水溶性、生物相容性、低毒性和抗光漂白性質(zhì)。
　　 ⑵石墨烯量子點構(gòu)建光致發(fā)光傳感器檢測水中磷酸

4、根含量。鑭系離子Eu3+離子起到橋梁的作用，與石墨烯量子點表面的羧基配位，使石墨烯量子點聚集，引起能量或者電子的轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致石墨烯量子點的熒光猝滅。由于Eu3+與磷酸根提供的氧的配位能力比與石墨烯量子點表面的羧基提供的氧的配位能力強，當(dāng)加入磷酸根時石墨烯量子點會重新分散，熒光恢復(fù)，根據(jù)熒光恢復(fù)程度定量檢測磷酸根濃度。磷酸根檢測的線性范圍在0.5μmol/L到190μmol/L，其最低檢測限可達到為0.1μmol/L，為了證明本方法的可行性

5、，將其應(yīng)用于人工湖水樣中的磷酸根檢測，結(jié)果證明該方法檢測實際樣品中的磷酸根，回收率極高。此方法檢測磷酸根具有選擇性好及靈敏度高的優(yōu)點。
　　 ⑶石墨烯量子點應(yīng)用于三價鐵離子及雙氧水的檢測。鐵是血紅蛋白的主要成分之一，在人體中起著很重要的作用，因此三價鐵離子的檢測是有必要的。石墨烯量子點表面的羧基可以與三價鐵離子配位，使得石墨烯量子點聚集，導(dǎo)致能量或者電子的轉(zhuǎn)移，使石墨烯量子點的熒光猝滅。由于石墨烯量子點聚集后顆粒變大，引起光散射