[发明专利]活性红2制备蓝色荧光石墨烯量子点的方法及应用

说明书

本发明提供了一种从有机染料活性红2(RR2)直接制备蓝色荧光石墨烯量子点的方法及应用，为水中有机染料的绿色降解及应用提供了解决方案。本发明涉及的有机染料为RR2。发现有机染料RR2可经水热法直接生成具有强蓝色荧光的石墨烯量子点。该石墨烯量子点溶液作为检测金属离子的荧光探针有显著的效果，能够在30s内对水中的金属离子Al³⁺做到快速检测。

技术领域

本发明涉及本发明提供了一种从有机染料RR2制备蓝色荧光石墨烯量子点的方法及应用，属于荧光纳米材料领域。

背景技术

在过去的几十年里，合成染料由于其高毒性、不可生物降解性和潜在的致癌性，对周围的生态和环境系统构成了越来越大的危险。一般来说，这些合成染料广泛存在于工业产生的废水中(包括塑料、纺织、造纸、皮革、制药和食品生产)，各种催化降解废水中有机染料的方法也被探索和应用。其中，将难降解的有机染料如活性红2（RR2）、亚甲基蓝(MB)，活性蓝19 (RB19)和甲基橙（MO）等氧化成CO₂和H₂O是最有前途的污水处理方法。但这种方法催化剂的加入不可避免的重新引入重金属离子、二次污染等后果。为了彻底解决这些问题，本发明提供了一种从RR2制备蓝色荧光石墨烯量子点的方法及利用该石墨烯量子点检测水中金属离子Al³⁺的方法。我们采用绿色水热法，将RR2直接转化为附加值更高的蓝色荧光石墨烯量子点。

石墨烯量子点的荧光特性使其在生物细胞成像及金属探针方向有巨大的研究潜力。从目前的文献报道来看，用活性红2制备蓝色荧光石墨烯量子点的方法并作为检测金属离子Al³⁺的荧光探针尚未报道。我们所制备的量子点在365nm紫外灯下呈现为蓝色荧光。强度高、水溶性好，对金属离子Al³⁺的检测能够在30s内显著响应，在荧光探针方面有广阔的应用前景。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种从活性红2（RR2）制备蓝色荧光石墨烯量子点的方法，石墨烯量子点可以发出强蓝色荧光，具有优异的水溶性、荧光稳定性；同时发现该量子点对金属离子Al³⁺的检测能够在30s内显著响应，在荧光探针方面有广阔的应用前景。

所述其从有机染料制备石墨烯量子点的方法，具体步骤如下：

将有机染料RR2置于水热反应釜中，在温度为190-240℃下水热反应时间为8-16h，反应后的溶液离心过滤后即得到石墨烯量子点溶液。

在其他条件下，如190℃以下以及240℃以上进行水热反应均得不到石墨烯量子点。

本发明的技术应用是采用制备的石墨烯量子点用作荧光探针检测水中金属离子，具体是选择性检测检测水溶液中金属离子Al³⁺，步骤如下：

步骤1：取制备的石墨烯量子点溶液，补加去离子水至浓度为0.05-4 mg/mL；

步骤2：吸取金属离子水溶液（所述的金属离子水溶液包括Fe³⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cr³⁺、Pd²⁺、Au³⁺、Rh³⁺、Ca²⁺、Zr⁴⁺、Ru³⁺、Pt⁴⁺、Al³⁺、Na⁺、Cu²⁺、K⁺、Zn²⁺,浓度为8 mmol/L）直接加入到步骤1溶液中，摇晃10-30s；

步骤3：取步骤2中溶液于石英比色皿中，在荧光光度计上检测溶液荧光强度变化，并与不加金属离子的量子点溶液（Blank）荧光强度做对比。