稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料制備及其在檢測(cè)Hg2+與Pb2+離子中的應(yīng)用.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的日益發(fā)展，重金屬污染成為了全球持續(xù)關(guān)注的話題。重金屬離子（Hg2+、Pb2+、Cu2+、Ba2+等）通過食物鏈甚至空氣使其累積在人類和其他生物體內(nèi)，因此精確檢測(cè)其含量有著重要意義。熒光共振能量轉(zhuǎn)移法（FRET）因其靈敏度高和選擇性好，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬離子的檢測(cè)。傳統(tǒng)FRET的能量供體，如有機(jī)熒光染料、半導(dǎo)體碳量子點(diǎn)等，其背景熒光強(qiáng)和Stokes位移小，導(dǎo)致了檢測(cè)生物和復(fù)雜體系時(shí)靈敏度降低。稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料（RE-U

2、CNPs）由于其生物體毒性低、背景熒光弱、靈敏度高、光穿透能力強(qiáng)、Stokes位移大、化學(xué)穩(wěn)定性高、光穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，成為了新一代能量供體。羅丹明B及其衍生物具有良好的光穩(wěn)定性和光物理性質(zhì)，如高摩爾吸光系數(shù)和熒光量子產(chǎn)率等，可作為FRET體系中的能量受體。因此，本文擬采用稀土上轉(zhuǎn)換納米材料，與羅丹明衍生物類結(jié)合，構(gòu)建熒光探針。通過考察探針上轉(zhuǎn)換光譜和紫外可見光譜的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬離子Hg2+和Pb2+的檢測(cè)。此外，該探針在使用980nm

3、激光儀作為激發(fā)光源時(shí)，能削弱樣品的自身熒光和散射光，有望應(yīng)用于生物和復(fù)雜體系中Hg2+和Pb2+的檢測(cè)。本文主要研究?jī)?nèi)容有：
　?。?）采用熱分解法制備了NaYF4:Yb3+,Er3+上轉(zhuǎn)換納米顆粒（UCNPs），X-射線衍射（XRD）、傅立葉變換紅外（FT-IR）、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）、透射電鏡（TEM）及上轉(zhuǎn)換熒光（UPL）等對(duì)UCNPs進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、形貌及光性能表征。XRD、TEM和SEM表明UCNPs為六方相且結(jié)晶

4、度高、分散性較好、粒徑均一，約為50nm。FT-IR顯示其表面吸附了一定量的油酸（OA），納米顆粒具有親油性。在980nm近紅外光激發(fā)下，UCNPs的環(huán)己烷溶液發(fā)出明亮的綠光。
　?。?）將羅丹明B衍生物RHO連接到SiO2包覆后的上轉(zhuǎn)換納米顆粒表面，得到UCNPs@mSiO2-RHO復(fù)合材料。在980nm激光儀的激發(fā)下，UCNPs、UCNPs@mSiO2、UCNPs@mSiO2-RHO都存在Er3+的發(fā)射特征波峰，分別為545n

5、m的綠光、660nm的紅光以及490nm的藍(lán)光。改性、連接RHO使得UCNPs的熒光強(qiáng)度逐漸降低，但未改變UCNPs內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)。
　?。?）在980nm激光儀的激發(fā)下，絡(luò)合物RHO-Hg2+在593nm處發(fā)出微弱的熒光。Hg2+離子濃度為0～100μM時(shí)，綠紅光相對(duì)熒光強(qiáng)度與其有著良好的線性關(guān)系。Hg2+離子濃度為0～80μM時(shí)，550nm處探針的吸光度與其呈現(xiàn)出正比線性關(guān)系，且檢出限為8.7328μM。干擾離子對(duì)探針上轉(zhuǎn)換發(fā)光

6、強(qiáng)度影響不大，表明該探針對(duì)Hg2+離子有著很好的選擇性。
　?。?）成功合成UCNPs@mSiO2-RBH納米顆粒，并應(yīng)用于Pb2+離子檢測(cè)。在980nm激光儀的激發(fā)下，絡(luò)合物RBH-Pb2+在593nm處發(fā)出微弱的熒光。Pb2+離子濃度為0～100μM時(shí)，綠光熒光強(qiáng)度與離子濃度保持著良好的線性關(guān)系，560nm處的吸收強(qiáng)度與離子濃度也呈現(xiàn)出較好的正比線性關(guān)系，且檢出限為4.0951μM。Hg2+和Cu2+對(duì)探針上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度影響較