[发明专利]碳量子点水凝胶及其制备方法、用于检测铜离子的方法

说明书

本公开提供了一种碳量子点水凝胶及其制备方法、用于检测铜离子的方法。该碳量子点水凝胶包括碳量子点和琼脂糖水凝胶。该碳量子点键合在该琼脂糖水凝胶的网状结构中。

技术领域

本公开涉及纳米材料技术领域，特别涉及一种碳量子点水凝胶及其制备方法、用于检测铜离子的方法。

背景技术

铜是重要的生命元素。在人体中铜的含量仅次于锌和铁。铜在人体生物合成、新陈代谢过程中有着重要作用。然而人体中铜离子含量过量往往容易诱发神经性疾病。再者，铜是重金属元素，也是污水中最常见的危害性金属元素之一。铜离子不能被生物降解，容易对藻类等水中有机生命体造成杀灭性危害。而且食物链对铜离子会造成富集放大作用。因此，控制水中铜元素含量对于保护环境和促进人体健康十分重要。目前，铜离子检测方法主要有高效液相色谱法、离子色谱法、原子光谱法和质谱法等。

发明内容

根据本公开实施例的一个方面，提供了一种碳量子点水凝胶，包括：碳量子点和琼脂糖水凝胶，其中，所述碳量子点键合在所述琼脂糖水凝胶的网状结构中。

在一些实施例中，所述碳量子点的直径范围为1nm至10nm。

在一些实施例中，所述碳量子点为氨化碳量子点。

根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种碳量子点水凝胶的制备方法，包括：将琼脂糖粉末与去离子水混合，搅拌均匀，并进行加热以形成第一溶液；向所述第一溶液中加入氨基化合物，并搅拌均匀以形成第二溶液；对所述第二溶液进行加热以形成第三溶液；以及将所述第三溶液冷却以形成碳量子点水凝胶。

在一些实施例中，所述制备方法还包括：将所述碳量子点水凝胶浸泡在去离子水中以对所述碳量子点水凝胶进行透析，从而去除残余物。

在一些实施例中，所述琼脂糖、所述氨基化合物和所述去离子水的原料配比为1：(0.8-2.5)：(30-50)。

在一些实施例中，所述琼脂糖、所述氨基化合物和所述去离子水的原料配比为1:1:40。

在一些实施例中，所述氨基化合物包括多氨基化合物。

在一些实施例中，所述多氨基化合物包括乙二胺。

在一些实施例中，所述加热方法为微波加热。

在一些实施例中，进行第一次微波加热以形成第一溶液，微波功率的范围为500瓦至650瓦，加热时间的范围为0.5分钟至1分钟。

在一些实施例中，进行第二次微波加热以形成第三溶液，微波功率的范围为700瓦至750瓦，加热时间的范围为1分钟至4分钟。

在一些实施例中，将所述第三溶液冷却以形成碳量子点水凝胶的步骤包括：将所述第三溶液注入到模具中，经过自然冷却以形成碳量子点水凝胶。

根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种用于检测铜离子的方法，包括：利用如前所述的碳量子点水凝胶检测铜离子。

在一些实施例中，利用所述碳量子点水凝胶检测铜离子的步骤包括：将所述碳量子点水凝胶浸泡到待检测的液体中；从所述液体中取出所述碳量子点水凝胶，并检测所述碳量子点水凝胶的荧光强度；以及将所检测到的荧光强度与所述碳量子点水凝胶在未浸泡到所述液体的情况下的荧光强度进行对比，如果所检测到的荧光强度比所述碳量子点水凝胶在未浸泡到所述液体的情况下的荧光强度更弱，则确定所述液体中含有铜离子。

在一些实施例中，所检测到的荧光强度减弱的程度与所述液体中所含有的铜离子的浓度呈正相关。

在一些实施例中，所述方法还包括：根据所检测到的荧光强度减弱的程度确定所述液体中所含有的铜离子的浓度。