石墨烯量子點的制備及其在光致發光傳感中的應用.pdf

1、石墨烯及功能化石墨烯是最近科學界的熱門材料，將石墨烯進行共價或非共價鍵功能化，使其擁有光化學或電化學活性基團成為研究的熱點?；谑┘肮δ芑嫿ǖ臒晒夤舱衲芰哭D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，使熒光發射體的熒光猝滅，應用于DNA、蛋白質、ATP等生物分子檢測。由于石墨烯及功能化石墨烯表面性質使其光致發光強度較弱，一般很少將其作為熒光發射體。但是，可以用化學方法改變石墨烯的尺寸和形狀，使得石墨烯變為小于10

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良的光致發光性質。最近，石墨烯量子點的制備成為大家關注的焦點，關于其應用還是處于初級階段。本研究的主要內容有以下幾個方面：
　　 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，其熒光具有激發波長依賴，當激發波長從310 nm變至380 nm時，熒光發射峰位置相應的從450 nm移至510nm，光致發光強度迅速降低。石墨烯量子點抗鹽能力較強，NaCl對其發光幾乎沒有影響。但是pH值對石墨烯量子點的發光有很大的影響，酸性條件下發光弱，堿性條件下發光較強。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。
　　 ⑵石墨烯量子點構建光致發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移，導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，當加入磷酸根時石墨烯量子點會重新分散，熒光恢復，根據熒光恢復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、，將其應用于人工湖水樣中的磷酸根檢測，結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點。
　　 ⑶石墨烯量子點應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，導致能量或者電子的轉移，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