[发明专利]一种检测并清除汞离子的碳点的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种检测并清除汞离子的碳点的制备方法，包括如下步骤：1)将烟粉与还原型谷胱甘肽以1:(1.2～6)的质量比混合，加入甲酰胺，超声分散后，于马弗炉中反应；2)反应结束后，冷却，离心，上清液经有机系滤膜过滤，得到的滤液转移到透析袋中，将透析后的碳点溶液用水系滤膜过滤，滤液冷冻干燥，得到检测并清除汞离子的碳点。本发明提供的制备方法制得的碳点对Hgsupgt;2+/supgt;有特异性的响应，可检测Hgsupgt;2+/supgt;并通过离心实现Hgsupgt;2+/supgt;的高效清除。

技术领域

本发明属于环保技术领域，尤其涉及一种检测并清除汞离子的碳点的制备方法及其应用。

背景技术

汞(Hg)是一种全球持久性污染物，已被广泛认为是对环境和人类健康最危险的污染物和高度危险元素之一。汞离子(Hg²⁺)通过多种途径在食物链中积累，但很难通过新陈代谢排出体外。随着Hg在工业生产中的应用日益广泛，Hg²⁺引起的疾病和环境污染问题日益严重，已成为全球重大公共卫生问题。

现有的Hg²⁺检测方法主要包括：分光光度法、原子吸收光谱法、气相色谱法、原子荧光光谱法和电化学法等。这些检测方法有着各自的优缺点，但仅能实现Hg²⁺的检测，难以同时实现对Hg²⁺的去除；如果想要在检测后去除Hg²⁺，还需要额外的Hg²⁺去除材料和工艺(如化学沉淀法、吸附法、离子交换法等)。

碳点(Carbon dots,C-dots)作为一种新型零维纳米材料，由于其显著的荧光性能，优异的生物相容性和环境效应等优点得到广泛研究。C-dots一般被定义为表面钝化的小碳纳米颗粒，通常小于10nm，具有明亮的荧光。利用可再生、廉价、绿色的生物质资源为原料制备的碳点称为生物质碳点，由于原料的多样性，可以制得具有不同性质和结构的生物质碳点，在环境保护、生物医学、发光器件等领域具有良好的应用前景。

目前，已有一些将碳点用于检测Hg²⁺的报道，例如：CN 105044071 A公开了一种用氮掺杂碳点检测洁净水Hg²⁺的方法，以氮掺杂碳点做荧光探针，氨水做碳点氮增强剂，对洁净水中的Hg²⁺进行检测，经分析计算得出Hg²⁺含量。CN 110376175A公开了一种合成荧光碳点用于选择性检测Hg²⁺的方法，通过使用柠檬酸铵、乙二胺和二水合氯化铜等制得荧光碳点，在荧光碳点中加入Hg²⁺，促使荧光碳点荧光发生猝灭，测得荧光强度-Hg²⁺标准曲线后可根据标准曲线检测实际样品中Hg²⁺的含量。这些碳点虽然可用于检测Hg²⁺，但难以同时实现对Hg²⁺的去除。

因此，提供一种检测并清除汞离子的碳点的制备方法具有重要意义，有望为Hg²⁺污染治理提供新选择。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，发明人对碳点的制备原料和性能进行考察，预料不到地发现：将烟粉与还原型谷胱甘肽(GSH)以特定质量比混合作为碳源和氮源前驱体，制得的碳点对Hg²⁺有特异性的响应，可检测Hg²⁺并通过离心实现汞离子的有效高效清除。基于此，本发明提供一种检测并清除汞离子的碳点的制备方法及其应用。

本发明的目的将通过下面的详细描述来进一步说明。

本发明提供一种检测并清除汞离子的碳点的制备方法，包括如下步骤：

1)将烟粉与还原型谷胱甘肽以1:(1.2～6)的质量比混合，加入甲酰胺，超声分散后，于马弗炉中反应；