[发明专利]一种氮硫共掺杂碳纳米粒子及在2,4,6-三硝基苯酚检测中的应用

说明书

本发明公开了一种氮硫共掺杂碳纳米粒子及在2,4,6‑三硝基苯酚检测中的应用，以油酸为反应媒介，L‑半胱氨酸和一水合柠檬酸为原料，通过溶剂热方法合成了一种可用于2,4,6‑三硝基苯酚检测的氮硫共掺杂碳纳米粒子，其具有优异的灵敏度和高效的选择性，为2,4,6‑三硝基苯酚的检测提供了一种便捷、快速的检测途径。

技术领域

本发明涉及2,4,6-三硝基苯酚检测领域，具体涉及一种氮硫共掺杂碳纳米粒子及在2,4,6-三硝基苯酚检测中的应用。

背景技术

在国土安全、军事应用和矿场开采上，化学炸药的检测已经成为当下面临的紧迫问题。近几年来的分析表现出有许多方法可以用于探测爆炸物，如红外和拉曼光谱，质谱，固相微萃取，X射线成像技术，表面增强拉曼光谱，离子迁移谱和脉冲快/热中子分析等。与上述方法相对比，荧光检测法由于仪器操作简单、检测变得非常流行，成本低，快速和高灵敏度。到目前为止，荧光法已被证实对硝基芳烃化合物的灵敏度非常高。由于对硝基芳烃的缺电子性，富电子荧光物质可以形成非荧光π堆积配合物或与硝基芳烃形成络合物。

目前，许多研究都集中在2,4,6-三硝基苯酚（TNP）的选择性检测。TNP是一种重要的芳香化合物，常用于工业、民用、军用炸药，它的爆炸性比其它炸药更具有爆炸性，其当量相当于TNT的105%。此外，TNP由于毒性和生物降解性差，已成为一种重要的环境污染物，与人类的健康问题息息相关，当人们吸入、摄入或接触它时，会产生如皮肤刺激，贫血、肝功能异常和损害呼吸器官等健康问题。由于上述危害，TNP的检测显得十分重要，根据文献，TNP能淬灭许多荧光分子的发射，例如有机分子，共轭聚合物，金属络合物和金属有机框架等，但是荧光分子往往能同时猝灭多种硝基芳烃，特别是三硝基甲苯（TNT）和TNP同时出现时，因为它们都具备极强的亲电子性，所以在应对TNT和TNP同时出现时的选择性，单独检测出TNP仍然是一个挑战。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种氮硫共掺杂碳纳米粒子及在2,4,6-三硝基苯酚检测中的应用。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种氮硫共掺杂碳纳米粒子，通过以下方法制备所得：以油酸为反应媒介，L-半胱氨酸和一水合柠檬酸为原料，通过溶剂热方法一步合成，具体包括如下步骤：

将L-胱氨酸和一水合柠檬酸按质量比1:1于150 mL三颈烧瓶内混合，加入40 mL油酸，于220℃下以1200 r/min磁力搅拌反应30 min，冷却后，以正己烷充分洗涤析出的产物，用超纯水溶解配制并以8000 rpm/min高速离心10 min，将上清液真空干燥，即得。

经申请人研究发现，TNP可以显著地猝灭所述氮硫共掺杂碳纳米粒子（NS-CNPs）的荧光且具有优异的灵敏度和高效的选择性，因此，上述的氮硫共掺杂碳纳米粒子可用于水样中TNP的检测，该检出限在水相下可以达到47.0 nm。

本发明以油酸为反应媒介，L-半胱氨酸和一水合柠檬酸为原料，通过溶剂热方法合成了一种可用于2,4,6-三硝基苯酚检测的氮硫共掺杂碳纳米粒子，其具有优异的灵敏度和高效的选择性，为2,4,6-三硝基苯酚的检测提供了一种便捷、快速的检测途径。

附图说明

图1为本发明实施例中NS-CNPs的TEM图（A）、XRD图（B）和IR光谱图（C）。

图2为本发明实施例中 NS-CNPs的X射线光电子能谱表征：

图中：（A）全谱；（B）碳谱；（C）硫谱；（D）氮谱。

图3为本发明实施例中 NS-CNPs的光谱图；

图中：（A）NS-CNPs的紫外-可见吸收光谱图和荧光光谱图（插图为溶液在日光灯（左）和365 nm紫外灯（右）下的照射图）；（B）激发波长依赖性荧光光谱图