[发明专利]一种用于甲醛检测的氧化氮掺杂碳点荧光探针及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201810106252.0 申请日: 2018-02-02
公开(公告)号: CN108192603B 公开(公告)日: 2020-11-24
发明(设计)人: 李慧珺;孙熊;王现英;杨俊和 申请(专利权)人: 上海理工大学
主分类号: C09K11/65 分类号: C09K11/65;G01N21/64;B82Y20/00;B82Y40/00
代理公司: 上海申汇专利代理有限公司 31001 代理人: 吴宝根
地址: 200093 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 甲醛 检测 氧化氮 掺杂 荧光 探针 及其 制备 方法
【说明书】:

发明提供了一种用于甲醛检测的氧化氮掺杂碳点荧光探针,以柠檬酸和尿素为原料,采用水热法合成,制备的黄色碳点溶液经氧化后为绿色或蓝色氮掺杂碳点,氮掺杂碳点表面有含氮含氧基团,氮掺杂碳点的平均粒径小于10nm。本发明还提供了上述荧光探针的制备方法,以柠檬酸和尿素为原料,采用水热法合成,制备得到的氮掺杂碳点溶液呈黄色,置于敞口烧杯中搅拌数小时至数日氧化得到绿色或蓝色氮掺杂碳点溶液。氧化氮掺杂碳点荧光增强,与甲醛作用后发生荧光淬灭现象,在此基础上建立超灵敏荧光方法用于甲醛的定量检测,检测选择性好,检出限低。本发明的荧光探针在多种金属离子溶液中均能表现稳定,且具有低细胞毒性和良好生物相容性。

技术领域

本发明属于检测学领域,涉及一种甲醛的检测,具体涉及一种用于甲醛检测的氧化氮掺杂碳点荧光探针及其制备方法。

背景技术

甲醛是一种无色、有强烈刺激性气味的气体,易溶于水、醇和醚。甲醛对人体的危害较大且毒性很高,人体吸入后,会破坏机体蛋白质和酶,使组织细胞发生不可逆转的凝固、坏死,已被世界卫生组织列为已知的致癌物和致畸剂。新装修的房间甲醛含量较高,是众多疾病的主要诱因,检测甲醛与治理刻不容缓。目前甲醛检测方法大致包括以下几类:荧光法、分光光度计、色谱法及电化学法等。其中,荧光法因具有快速、简便、检出限低及重现性好等优点受到广泛关注。

碳点作为一种环保、稳定的半导体纳米材料,具有优异的紫外-可见光吸收以及光致荧光性能,且具有较大的比表面积和丰富的表面官能团,其表面原子也会部分形成不稳定的不饱和键,极易与周围原子形成化学键。同时,碳点具有良好的生物相容性和低细胞毒性,通过修饰其表面基团可有效控制溶于水或有机溶剂。作为荧光材料家族新秀,碳点在荧光检测领域具有较普遍应用,比如各种金属离子、有机小分子和生物大分子的检测(Carbon2017,117,147~153; Sensors and Actuators B: Chemical2017,250,712-720; Sensorsand Actuators B: Chemical,2017,240,1265-1271)。迄今为止,国内外关于检测甲醛的碳点荧光探针还未有报道。基于甲醛检测的重要性和碳点优异的荧光特性,利用廉价易得原料合成碳点荧光探针,并建立针对甲醛的高效灵敏检测方法,具有一定的研究价值和意义。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题,本发明提供了一种用于甲醛检测的氧化氮掺杂碳点荧光探针及其制备方法,所说的这种用于甲醛检测的氧化氮掺杂碳点荧光探针及其制备方法要解决现有技术中检测甲醛的方法复杂、成本高的技术问题。

本发明提供了一种用于甲醛检测的氧化氮掺杂碳点荧光探针,以柠檬酸和尿素为原料,采用水热法合成,制备的黄色碳点溶液经氧化后为绿色或蓝色氮掺杂碳点,所述的氮掺杂碳点表面有含氮含氧基团,所述的氮掺杂碳点的平均粒径小于10nm。

本发明还提供了上述的一种用于甲醛检测的氧化氮掺杂碳点荧光探针的制备方法,包括如下步骤:

1)将一水合柠檬酸和尿素加入去离子水中,一水合柠檬酸、尿素和去离子水的物料比为1-2g:1-2g:40ml,混合搅拌均匀,得到透明溶液;

2)将步骤1)获得的溶液转移至反应釜中,在温度180℃反应6-8小时,得到黄色氮掺杂碳点溶液;

3)将步骤2)获得的黄色溶液置于一个敞口容器中搅拌4~48小时,氧化得到绿色或蓝色氮掺杂碳点溶液;

4)向步骤3)获得的氮掺杂碳点溶液中加入乙醇,离心沉淀,反复清洗后离心分离,得到绿色或蓝色沉淀物;

5)将步骤4)获得的沉淀物置于干燥箱中干燥,获得固体粉末,即为用于甲醛检测的荧光探针试剂。

进一步的,步骤5)中,将沉淀物置于鼓风干燥箱中干燥0.5~3小时,加热温度为60~80℃。

进一步的,步骤5)中的固体粉末呈绿色或蓝色,为水溶性蓝色荧光碳点。

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