[发明专利]一种以葵花籽壳为碳源的碳量子点及其制备方法和在检测硫离子中的应用

说明书

本发明公开了一种以葵花籽壳为碳源的碳量子点及其制备方法和在检测硫离子中的应用。以葵花籽壳为碳源制备得到碳量子点溶液，然后与二氧化锰纳米片溶液混合后构建荧光探针溶液，通过向其中加入不同浓度的硫离子溶液，以硫离子浓度为横坐标，加入硫离子前后体系在425nm波长处的荧光强度值为纵坐标构建线性曲线，进而可检测出待测硫离子浓度。该方法成本低廉、灵敏度高、线性关系好、操作简便易行、选择性较好。

技术领域

本发明涉及一种以葵花籽壳为碳源的碳量子点及其制备方法和在检测硫离子中的应用。

背景技术

随着社会经济的发展及人类生产活动的加剧，环境污染已经严重威胁到人类赖以生存的环境和身体健康，尤其是含硫污染物的排放，不仅污染水土资源，污水中的硫离子在酸性环境中还易变成硫化氢气体，从而造成大气污染。硫化氢(H₂S)是一种毒性很大的气体，具有刺激性和窒息性，也称之为神经毒气，如果人体摄入超标的的气体，会直接导致呼吸系统、循环系统、消化系统及中枢神经系统受到不同程度的损伤，严重情况下会直接致命；硫化氢在污染大气的同时，还会与大气中的臭氧(O₃)发生氧化还原反应生成硫酸，这也是造成酸雨的原因之一；含硫(S^2-)废水不仅会造成水生植物的死亡，还会腐蚀存放在水中的金属设备。但是，研究发现，硫化氢(H₂S)也是一种重要的信号分子，在人体的各种复杂的生理学过程中也扮演着十分重要的角色，例如细胞凋亡、神经调节、血管舒张、血管生成调控、氧气传感等。

由于硫离子(或硫化氢)的自身特性，使得其在环境污染及生理学方面的检测变成了一项非常有实际意义的任务。如果能够灵敏、可靠地检测出生理样品以及活细胞中硫化氢的含量，将有助于理解硫化氢在致病过程中的作用机制。硫化物的浓度是一个重要的水污染指数，特别是甚至微摩尔浓度硫化物也能使许多水生生物中毒。高硫化物浓度会刺激粘膜，导致呼吸性瘫痪和意识丧失。研究表明硫化氢溶于水之后，在饮用水中硫化氢的浓度即使小于0.07mg/m³时，也会对饮用水的水质造成一定的影响。当水中硫化氢浓度达到0.15mg/m³时，会对新投入河塘的鱼苗生长定产生一定的影响，同时也会对河塘周围植物的根系产生一定的毒害作用。硫化氢不仅具有毒性,其溶液呈酸性且具有腐蚀性，可导致管道、罐类等设备发生硫化物应力开裂、氢鼓泡、氢致开裂等，导致泵类叶轮腐蚀磨损加快及出现腐蚀性气孔等问题。

因此，开发设计一种可以检测低浓度硫离子(或硫化氢)的新型检测材料是非常必要的。

发明内容

本发明提供了一种以葵花籽壳为碳源的碳量子点及其制备方法和在检测硫离子中的应用。以葵花籽壳为碳源制备得到碳量子点溶液，然后与二氧化锰纳米片溶液混合后构建荧光探针溶液，通过向其中加入不同浓度的硫离子溶液，以硫离子浓度为横坐标，加入硫离子前后体系在425nm波长处的荧光强度值为纵坐标构建线性曲线，进而可检测出待测硫离子浓度。该方法成本低廉、灵敏度高、线性关系好、操作简便易行、选择性较好。

本发明采取的技术方案为：

一种以葵花籽壳为碳源的碳量子点的制备方法，包括以下步骤：将葵花籽壳在240～260℃下高温煅烧1～1.5h得到灰分；将灰分研磨成粉末，并将粉末加入到去离子水中超声分散，并经离心、上清液过滤、滤液透析后得到碳量子点溶液。

进一步地，所述高温煅烧的温度和时间分别为250℃、1h。

所述粉末与去离子水的比值为1g：80～120mL，优选为1g：100mL。

所述超声的时间为0.8～1.5h，优选为1h。

本发明还提供了根据上述制备方法制备得到的碳量子点，其分布均匀，粒径在2～4nm。