[0026] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明并不局限于此。
[0027] 下述实施例中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法;所述材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
[0028] 实施例1
[0029] 一种基于秸秆制备碳量子点的方法,包括以下步骤:
[0030] 步骤(1):将水稻秸秆用去离子水清洗后用粉碎机粉碎,并用无水乙醇进行清洗三次,并烘干;
[0031] 步骤(2):取烘干后的秸秆粉末1g,置于坩埚中,放入马弗炉内,400℃空气气氛煅烧60min;
[0032] 步骤(3):将煅烧后样品加入30mL蒸馏水并用超声震荡30min,将震荡后混合液用0.22μm滤膜过滤,得橘黄色碳量子点溶液,冷冻干燥后,配制10mg/mL溶液放置于4℃环境下保存待用。
[0033] 实施例2
[0034] 制备方法基本同实施例1,与实施例1的不同之处是:
[0035] 步骤(2)中煅烧温度为350℃。
[0036] 实施例3
[0037] 制备方法基本同实施例1,与实施例1的不同之处是:
[0038] 步骤(2)中煅烧温度为450℃。
[0039] 实施例4
[0040] 制备方法基本同实施例1,与实施例1的不同之处是:
[0041] 步骤(2)中煅烧时间为30min。
[0042] 实施例5
[0043] 制备方法基本同实施例1,与实施例1的不同之处是:
[0044] 步骤(2)中煅烧时间为90min。
[0045] 实施例6
[0046] 制备方法基本同实施例1,与实施例1的不同之处是:
[0047] 步骤(3)中超声震荡时间为60min。
[0048] 实施例7
[0049] 制备方法基本同实施例1,与实施例1的不同之处是:
[0050] 步骤(3)中超声震荡时间为90min。
[0051] 图1为实施例1、实施例2和实施例3制备得到的碳量子点的荧光光谱;,当温度在350℃(实施例2)时,荧光强度达到418,最大发射峰位于469nm,温度为400℃(实施例1)时,得到的碳量子点荧光强度最大,达到617,荧光发射峰蓝移至454nm,随着温度从350℃(实施例2)升到400℃(实施例1),荧光发射峰蓝移,说明得到了粒子尺寸更小的碳量子点,荧光强度也有所增强;温度为450℃(实施例3)时,荧光强度降低,荧光发射峰与400℃(实施例1)条件下得到的碳量子点发射峰相比,没有明显移动,是因为碳量子点尺寸没有变化,但更高的煅烧温度,得到了更多的碳量子点,碳量子点溶液浓度更大,发生了荧光猝灭。
[0052] 图2为实施例1、实施例4和实施例5制备得到的碳量子点的荧光光谱。当时间为30min(实施例4)时,时间过短也会导致秸秆粉末无法完全碳化,而时间过长则会导致碳量子点尺寸变化,从而影响荧光强度。时间为60min(实施例1)时,得到的碳量子点荧光强度最大。当时间为90min(实施例5)时,碳量子点荧光强度减弱,是因为更长的煅烧时间,得到了更多的碳量子点,碳量子点溶液浓度更大,发生了荧光猝灭。
[0053] 图3为实施例1、实施例6和实施例7制备得到的碳量子点的荧光光谱。当超声震荡时间为30min(实施例1)时,得到的碳量子点的荧光强度最大,而超声震荡时间为60min(实施例6)或90min(实施例7)对碳量子点结构造成破坏,使得碳量子点失去原有的荧光性能。
[0054] 图4为实施例1制备得到的碳量子点的透射电镜图。图中显示利用秸秆制备的碳量子点为大小均匀的球形结构,平均粒径约2‑5nm。且碳量子点之间单分散性良好,能够在介质中均匀地分散。
[0055] 图5为实施例1制备得到的碳量子点的红外光谱。图中显示在3443cm‑1、1647cm‑1、‑1 ‑11417cm 、1384cm 的四个峰分别归属于O–H、C=O、C–O–C和–O–CO–CH3伸缩振动,说明制备的碳量子点表面含有大量的亲水性基团,具有良好的水溶性。
[0056] 采用基于秸秆制备的碳量子点检测水中Fe3+的检测方法,包括以下步骤:
[0057] (1)取0.6mL不同金属离子溶液(10m mol/L),分别加入0.4mL实施例1制备得到的碳量子溶液(1mg/mL),混匀后静置5分钟,测定在370nm激发下测其荧光强度。结果如图6所3+
示,加入Fe 的碳量子点溶液荧光猝灭最明显,其它金属离子对荧光的影响较小,说明该碳
3+
量子点溶液对于Fe 具有较好的选择性。
[0058] (2)取40μL的碳量子点溶液(10mg/mL)加入到3.2mL不同浓度Fe3+水溶液中,混匀后3+
静置5分钟,测定在370nm激发下测其荧光强度。根据样品中荧光强度随Fe 浓度变化拟合曲
3+ 3+
线,评价该荧光材料作为传感器对Fe 的选择性检测。结果如图7所示,Fe 浓度在0~0.75m
2
mol/L范围内,与碳量子点荧光强度成线性关系(R=0.994)。