CN104877662A - 巯基聚乙烯醇量子点复合材料的制备及在检测水样中痕量Cu2+的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种巯基聚乙烯醇量子点复合材料的制备，是以乙酸酐为乙酰化试剂，浓硫酸为酯化催化剂，在酸性条件下，使聚乙烯醇与巯基乙酸进行酯化反应，得到巯基功能化的聚乙烯醇；再以巯基功能化的聚乙烯醇作为稳定剂与镉离子、硫离子进行络合，得到具有很好的稳定性、分散性及光学性能的巯基聚乙烯醇量子点复合材料。实验表明，在巯基聚乙烯醇量子点复合材料的水溶液中，随着不同浓度（1-1000nM）Cu²⁺的加入，溶液的荧光出现了一定的线性猝灭，因此，用于检测水样中痕量Cu²⁺，具有检测速度快、超灵敏的特点。

Description

巯基聚乙烯醇量子点复合材料的制备及在检测水样中痕量Cu2+的应用

技术领域

本发明涉及一种量子点聚乙烯醇纳米复合材料的制备，尤其涉及一种巯基聚乙烯醇量子点（CdS-S-PVA）纳米复合材料的制备，主要用于水样中痕量Cu²⁺离子的检测，属于复合材料领域和重金属离子检测领域。

背景技术

近些年来，由于铜所具有的特殊物理化学性质已广泛应用于很多领域，例如光催化、磁性半导体等。然而，这些使用引起大量的铜残留，导致了水和土壤中金属铜的污染。众所周知，铜是导致环境污染的重金属之一，并且二价铜是造成铜污染的最常见的稳定的形态。铜离子通过食物链可以很容易的进入到皮肤、呼吸道、肠胃组织等在人体或动物体内积累，造成重金属中毒。因此，寻找一种有效的方法来检测微量的铜至关重要。

到目前为止，已经有大量的工作合成化学传感器，基于分析仪器来检测微量的Cu²⁺，例如：等离子体原子发射光谱法、原子吸收光谱法、表面增强拉曼散射(SERS)、ICP-MS、电位技术、X-射线荧光，等等。然而，这些测试方法通常需要复杂的制样过程，并且实验条件严格、操作复杂，限制了在很多领域的应用。与以上方法相比，荧光分析基于其高的灵敏度、可靠性、检测速度快、费用低、对样品无损坏以及可以进行实时检测，在金属离子检测方面将成为最佳选择。

量子点是由II-VII和II-V族元素所组成的纳米颗粒，具有特殊的光学性质，比如高的荧光量子产率、宽的激发光谱、窄的发射波长、尺寸可调节性、长的荧光寿命以及相对于传统有机染料低的荧光漂白性。近几年，基于荧光猝灭原理，量子点已经用于各种离子的检测。然而，光学性能好的量子点一般都是在非水相中，用有机溶剂在高温下合成，阻止了量子点在水相中，以及生物体内的应用。目前，报道了一些合成水溶性量子点的研究，但是其合成过程复杂、所用试剂有一定的毒性或者合成的一些前驱体比较昂贵。所以研究一种简单、价格低廉的合成方法来制备水溶性的、环境友好的量子点，是扩大量子点在更多领域应用的关键。

用生物相容性聚合物合成环境友好的材料，已经引起了学术界及企业强烈的关注，并且所合成的材料已经进行了大量的使用。在文献报道的生物相容性聚合物中，聚乙烯醇（PVA）所拥有的良好的物理化学性质，以及低的细胞毒性，在合成水溶性聚合物方面已经得到了广泛的应用。聚乙烯醇及其相关材料由于拥有光学透明性、生物相容性和生物降解性，是合成环境友好型半导体纳米复合物的很好选择，并且可应用于环境监测和生物应用。然而，直接用PVA中大量的羟基（-OH）作为稳定剂所合成的量子点稳定性差，并且由于羟基与金属离子结合力弱，量子点很容易发生团聚现象。因此，需要引入小分子稳定剂，将PVA作为基体来制备量子点，但是此方法花费高、毒性大，并且合成步骤多。用化学方法修饰PVA，在PVA链上引入可与金属离子具有强结合力的官能团，用这种独特的稳定剂来制备量子点，是解决以上问题的很好选择。大量的研究证明，巯基（-SH）是与量子点结合官能团的最佳选择。-SH与IIB族的金属有很强的键结合力，通常用于制备纳米晶，例如CdSe，CdS及CdSe/CdS核壳性纳米晶。然而，目前仅有少量的研究致力于用巯基化的PVA直接作为稳定剂来制备水溶性的量子点。

发明内容

本发明的目的是提供一种巯基聚乙烯醇量子点纳米复合材料的制备；

本发明的另一目的是提供巯基聚乙烯醇量子点纳米复合材料的性能及在检测水样中痕量Cu²⁺的应用。

一、巯基聚乙烯醇量子点复合材料

本发明巯基聚乙烯醇量子点复合材料的制备方法，是以乙酸酐为乙酰化试剂，浓硫酸为酯化催化剂，在酸性条件下，使聚乙烯醇与巯基乙酸进行酯化反应，得到巯基功能化的聚乙烯醇；再以巯基功能化的聚乙烯醇作为稳定剂与镉离子、硫离子进行络合，得到巯基聚乙烯醇量子点复合材料。具体制备工艺如下：

（1）巯基功能化的聚乙烯醇（PVA-SH）的合成：将聚乙烯醇用蒸馏水完全溶解后，与乙酸溶液、乙酸酐、浓硫酸及巯基乙酸混合均匀，然后于30 ± 2℃下恒温反应24 ± 2 h，产物用无水乙醇沉淀，所得固体放入索氏提取器中，用甲醇抽提洗涤24 h；所述聚乙烯醇为的型号为聚乙烯醇1799，聚合度为1700。

乙酸溶液对溶液进行酸化，使反应在弱酸条件下进行。乙酸溶液的质量百分含量为36%~38%；聚乙烯醇与乙酸的质量比为1:4~1:6；

聚乙烯醇与乙酸酐的质量比为1:8~1:10；

聚乙烯醇与浓硫酸的质量比为1:0.16~1:0.20；

聚乙烯醇与巯基乙酸的质量比为1:12~1:15。

（2）巯基聚乙烯醇量子点（CdS-S-PVA）的合成：将巯基功能化的聚乙烯醇用蒸馏水完全溶解后，加入醋酸镉，搅拌24 ± 2 h（使镉离子与巯基功能化的聚乙烯醇充分络合）；然后在氮气氛下，加入九水硫化钠溶液，于35 ± 2 ℃下恒温反应5~6 h，制得澄清的巯基聚乙烯醇量子点复合材料溶液（CdS-S-PVA）。

醋酸镉为量子点的制备提供镉源，巯基功能化的聚乙烯醇与醋酸镉的质量比为10:1~  12:1。九水硫化钠为量子点的制备提供硫源，弥补量子点表面缺陷。巯基功能化的聚乙烯醇与九水硫化钠的质量比为10:1~13:1。

巯基聚乙烯醇量子点的合成反应式如下：

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二、巯基聚乙烯醇量子点复合材料的结构和光学性质

下面利用红外、X-射线衍射、热重、紫外、荧光等对CdS量子点聚乙烯醇（CdS-S-PVA）纳米复合材料的结构、组成以及光谱性质进行了表征。

1、 红外光谱图

利用红外光谱图对PVA-SH的结构以及CdS和PVA-SH反应生成CdS-S-PVA的过程进行了考察。图1. PVA、PVA-SH和CdS-S-PVA的红外光谱图。从图1中PVA-SH样主要显示出了PVA碳链及侧链的振动峰，由于S-H的吸收很弱，因此很难在2575 cm^-1处观察到S-H的振动峰。然而，PVA和PVA-SH的峰也有很明显的区别，在1712cm^-1处PVA出现了弱的吸收峰，其对应的是C=O伸缩振动峰，这是由于在此实验中使用的PVA没有完全的水解，有少量的乙酰基存在，而PVA-SH在此处的吸收峰却很强，这是因为在PVA中加入巯基乙酸反应后出现了大量的C=O。PVA-SH在1150cm^-1处出现了新的弱吸收，所对应的是脂基中C-O的伸缩振动。在3330 cm^-1处PVA中加入-SH后，其峰比纯的PVA出现了明显的变宽。所有的这些变化都说明了PVA上的羟基被-SH所取代。在加入Cd²⁺和S^2-离子后生成的CdS-S-PVA，其峰与PVA-SH峰并没有出现明显的不同，只是在3330 cm^-1处有少许变窄，说明了PVA-SH和Cd²⁺之间的配位结合方式。

2、X-射线衍射图             

    图2为PVA-SH和CdS-S-PVA的X-射线衍射图。在PVA-SH的XRD图中可以看出在2θ = 19.3，21.2和27.4°处有强的衍射峰，前面的两个峰所对应是PVA的晶型结构，第三个峰的出现是由于PVA中侧链上的部分-OH被-SH所取代，使得PVA的半导体相（-OH序列）出现了一定的改变。众所周知，CdS有两种常见的结晶方式，也就是立方晶型和六方晶型。立方晶型一般在低温下比较稳定，而六方晶型是在高温下所形成的晶相。由于在此实验中CdS是在低温下合成的，所合成的量子点应该是立方晶型。在CdS-S-PVA的XRD图中，在2θ值为26.6，31.5，43.9和64.2°处的峰对应的是CdS的（111），（200），（220）和（400）晶面，这些峰对应的是立方晶型的CdS，与标准卡JCPDS 10-0454的数值相一致。此外，在侧链上接枝CdS后PVA-SH的峰变弱，这是因为PVA-SH链与CdS相互作用后，减小了PVA-SH链分子间的相互作用力，从而减弱了PVA-SH的结晶度。

3、透射电镜图 

图3为不同尺寸下CdS-S-PVA的透射电镜图。从图3可以看出，CdS-S-PVA中有大量的纳米颗粒，周围颜色比较浅的为PVA-SH聚合物链，表明CdS纳米粒子已经接枝在了PVA-SH基体上，并且粒子为圆球状，单分散在基体上，其粒径尺寸约为5 nm。经计算得到纳米粒子的晶格间距d为3.33 ，所对应的是立方晶CdS的（111）面，与XRD图所示结果相一致。

4、热分析图 

热稳定性是聚合物量子点纳米复合物实现离子传感的一项重要指标。图4显示了PVA-SH和CdS-S-PVA的热重（TG）和示差热分析（DTA）图。结果显示出CdS量子点的加入，明显的改变了PVA-SH的热力学性质。图4中的TG温度曲线应分为三部分进行分析，在温度从50 ^oC加热至250℃时，PVA-SH和CdS-S-PVA都出现了10%左右的失重，这个过程是聚合物的失水阶段，第二部分是250℃至460℃区间的严重失重过程，其失重达到了90%，这是因为高温情况下，聚合物中C-C和C-H出现了热分解。可以明显的看到CdS-S-PVA的热分解温度比PVA-SH大约低40℃，这种现象可以进行以下的解释：PVA-SH链与CdS的结合，使得PVA-SH链间的分子间相互作用力及结晶度减弱，因此CdS-S-PVA的热稳定性降低。相比之下，在460℃与800℃区间，PVA-SH达到了完全分解，由于无机阳离子Cd²⁺有很好的热稳定性，CdS-S-PVA仍旧有10%存在。表明量子点具有很好的热稳定性。

5、光学性质 

5.1 紫外吸收光谱

图5分别展示了PVA-SH和CdS-S-PVA的紫外吸收光谱图。从图5中可以看出，PVA-SH在所测范围内（250-600 nm）没有任何的光学吸收，但在250 nm和500 nm之间CdS-S-PVA具有很明显的吸收，这主要是因为CdS纳米粒子接枝在PVA-SH上之后，聚合物没有改变CdS的光学性质。

5.2 荧光光谱

    众所周知，CdS纳米粒子在特定的波长范围内具有特殊的光学性质，因此，可以通过荧光光谱来确定它的结构。图6为水溶液中CdS-S-PVA的荧光光谱。图6显示，CdS-S-PVA在水溶液和成膜状时的激发和发射波长：在380 nm的激发波长下，水溶液中的CdS-S-PVA在525nm处出现了尖的发射峰，薄膜状的CdS-S-PVA在500nm出现宽的发射峰。这是因为纯的PVA在360nm到650nm的可见光波长范围内没有光学性能，CdS-S-PVA的发射峰对应的是CdS电子空穴的重组，从而清晰地表明了CdS纳米粒子在PVA-SH表面上的结合方式。而且，相比于水溶液中的CdS-S-PVA的发射峰，薄膜状的CdS-S-PVA出现了25nm的蓝移，这些特征表明了CdS-S-PVA膜的量子限域效应。

5.3  pH值对量子点荧光发射峰的影响

pH值的变化可以影响量子点荧光发射峰，一些量子点已经广泛应用于pH传感器。在本实验中也研究了pH值对量子点的荧光性能的影响。pH值对CdS-S-PVA荧光强度的影响如图7所示，当在pH值为4-10时，CdS-S-PVA的荧光强度达到了最大值，并且很稳定。考虑到样品的荧光性能在相对高或低的pH值时具有不稳定性，因此在本实验中以中性作为实验条件。

三、巯基聚乙烯醇量子点复合材料对Cu²⁺的荧光猝灭效应

1、巯基聚乙烯醇量子点复合材料对Cu²⁺的荧光猝灭效应

为了说明巯基聚乙烯醇量子点复合材料对Cu²⁺离子的荧光猝灭效应，我们做了一下实验：在10 mL比色管中加入2.0 mL的CdS-S-PVA，再加入一定浓度的Cu²⁺离子溶液，并用缓冲溶液（pH = 6-8）定容，使得比色管中的Cu²⁺离子浓度分别为：0、1、2、4、20、40、60、100、400、800、1000 nM。设置荧光的激发与发射波长分别设为385和520 nm，缝宽为10，采用荧光仪即时检测，观察系统荧光强度的变化，并记录检测数据。

图8为加入不同浓度Cu²⁺离子后系统荧光强度的变化。Cu²⁺ (nM)浓度：(从0~1000)，分别为：0、1、2、4、20、40、60、100、400、800、1000。图8说明了随着Cu²⁺浓度的增加，CdS-S-PVA的荧光强度出现了明显的下降，说明CdS-S-PVA量子点与Cu²⁺之间进行相互作用。随着Cu²⁺离子的不同浓度（1-1000 nM）的加入，CdS-S-PVA溶液的荧光出现了一定的线性猝灭。

图9为对应Cu²⁺浓度下荧光相对强度值(I₀/I)。图9结果表明，荧光强度的变化具有以下的线性关系：

I₀/I=0.0005X+1.0459

其中I₀和I分别代表加入Cu²⁺之前和之后的荧光强度，X为Cu²⁺的浓度。

通过荧光仪测试得到加入Cu²⁺之前和之后的荧光强度I₀和I，利用该线性方程，将I₀和I代入方程式中，计算得到的X值即为溶液中Cu²⁺的浓度。

通过实验，获得CdS-S-PVA量子点对Cu²⁺的检测限（LODs）为1.0×10^-9 mol/L，对Cu²⁺离子检测的线性范围是1.0×10^-9 mol/L至1.0 ×10^-6 mol/L，线性相关系数为0.992。表明对水样中Cu²⁺离子的检测具有检测速度快、超灵敏的特点。

2、其它金属离子对材料荧光强度的影响

为了评价此方法的选择性，并对其它环境相关的二价阳离子在相同环境下进行了检测。具体检测方法：在10 mL比色管中加入2.0 mL的CdS-S-PVA，再加入一定浓度的各种离子溶液（Fe²⁺，Ca²⁺，Ba²⁺，Pb²⁺，Mg²⁺，Co²⁺，Cd²⁺及Ni²⁺），并用缓冲溶液（pH = 6-8）定容，使得比色管中的所有离子浓度为1000 nM。设置荧光的激发与发射波长分别设为385和520 nm，缝宽为10，采用荧光仪即时检测，并记录检测数据。

结果如图10所示。从图10可以明显的观察到，除了Cu²⁺，在加入其它离子后，CdS-S-PVA水溶液并没有出现明显的荧光猝灭，结果表明其它的二价阳离子不会影响Cu²⁺对CdS-S-PVA的荧光猝灭效应。

3、Cu²⁺的检测机理 

Cu²⁺离子加入到量子点水溶液后，破坏了量子点表面的性质，使得巯基对镉的稳定性

质减弱，从而使量子点以发生团聚，引起了荧光猝灭现象。具体如下式所示：

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四、荧光猝灭法检测水样中的Cu²⁺

在水样中加入巯基聚乙烯醇量子点复合材料配制成浓度 2.00mg/mL~2.10mg/mL 的溶液；随着溶液中Cu²⁺的加入，溶液的荧光强度呈以下线性关系：

I₀/I=0.0005X+1.0459

I₀——加入Cu²⁺之前复合材料的溶液的荧光强度

I——加入Cu²⁺之后复合材料的溶液的荧光强度；

X——Cu²⁺的浓度；

通过荧光仪测试得到I₀和I，利用该线性方程，可计算得到的X值即为溶液中Cu²⁺的浓度。

综上所述，本申请设计并合成的荧光量子点复合材料（CdS-S-PVA）的尺寸小于5 nm，并且具有很好的稳定性、分散性及光学性能，在其水溶液中加入一定量的Cu²⁺，出现了不同程度的荧光猝灭，因此可通过荧光猝灭简单的检测水样中Cu²⁺，并显示出了很高的灵敏性。

附图说明

图1为PVA、PVA-SH和CdS-S-PVA的红外光谱图。

图2为PVA-SH和CdS-S-PVA的X-射线衍射图。

图3为不同尺寸下CdS-S-PVA的透射电镜图。

图4为PVA-SH和CdS-S-PVA的热重（TG）和示差热分析（DTA）图。

图5为PVA-SH和CdS-S-PVA的紫外吸收光谱图。

图6为水溶液中CdS-S-PVA的荧光光谱

图7为不同pH（1~14）值下CdS-S-PVA水溶液的荧光图。

图8为加入不同浓度Cu²⁺离子后系统荧光强度的变化。

图9为对应Cu²⁺浓度下荧光相对强度值(I₀/I)。

图10为相关离子对材料荧光强度的影响（离子浓度为：1.0×10^-6 mol/L）。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明量子点复合材料CdS-S-PVA的合成以及检测水样中Cu²⁺的方法做进一步说明。

    1、量子点复合材料CdS-S-PVA的合成

（1）巯基功能化的聚乙烯醇（PVA-SH）的合成：称取2.00 g PVA1799（聚合度1700）置于烧杯中，再加入50 ml蒸馏水，在(80±5)℃下搅拌使PVA完全溶解待用。向250 ml圆底烧瓶中依次加入10 ml 36％的乙酸、18 ml乙酸酐、0.2 ml浓硫酸和20 ml巯基乙酸，充分搅拌均匀。再向烧瓶中加入已备好的聚乙烯醇水溶液，在30℃下恒温反应24 h。产物用无水乙醇沉淀，所得固体放入索氏提取器中用甲醇抽提洗涤24 h，得PVA-SH；

（2）巯基聚乙烯醇量子点（CdS-S-PVA）的合成：称取制备的PVA-SH 0.1 g，置于三口圆底烧瓶中，加入50 ml蒸馏水，加热搅拌至完全溶解。称取0.0114 g醋酸镉加入PVA-SH水溶液中，常温搅拌24 h。称取0.0120 g九水硫化钠溶于10 ml蒸馏水，在氮气氛下，缓慢滴入PVA-SH水溶液中，待滴加完后保持35 ℃水浴恒温加热反应5 h，制得澄清的CdS-S-PVA量子点聚合物复合材料溶液。其红外、X-射线衍射、热重、紫外、荧光图谱见图1-6。

2、水样中Cu²⁺的检测

2.1对自来水中Cu²⁺离子的检测

自来水未经过处理，直接作为Cu²⁺离子污染溶液，来分析传感器对实际样品检测效果。具体检测方法：在10 mL比色管中加入2.0 mL的CdS-S-PVA，6.0 mL的自来水，一定浓度的Cu²⁺离子标准溶液（使得定容后比色管中Cu²⁺离子的浓度分别为50、150、250 nM），再加入缓冲溶液（pH = 6-8）定容，超声5 min使溶液混合均匀。设置荧光的激发与发射波长分别设为385和520 nm，缝宽为10，采用荧光仪即时检测，记录每组的检测数据（以上测量需进行3~5次重复实验）。检测结果件表1。

根据加标回收法，回收值由在实际样品中分别三次加入不同Cu²⁺离子量所决定。从表1可以看出，离子回收率效果较好（93-113%），表明这种荧光探针适用于实际水样中Cu²⁺离子的检测。检测结果见表1：

2.2对黄河水中Cu²⁺离子的检测

从黄河水流经的西固区段及安宁区段个随机取样，用0.2 μm的滤纸经过简单过滤后用于分析。具体检测方法：在10 mL比色管中加入2.0 mL的CdS-S-PVA，6.0 mL的待测溶液（黄河水西固段、黄河水安宁段），一定浓度的Cu²⁺离子标准溶液（使得定容后比色管中Cu²⁺离子的浓度分别为50、150、250 nM），再加入缓冲溶液（pH = 6-8）定容，超声5 min使溶液混合均匀。设置荧光的激发与发射波长分别设为385和520 nm，缝宽为10，采用荧光仪即时检测，记录每组的检测数据（以上测量需进行3~5次重复实验）。结果见表1。从表1可以看出，西固区的Cu²⁺离子浓度为1.0×10^-7 mol/L，其回收值范围从92%到118%，而在安宁区未发现Cu²⁺离子，其回收值范围为84-118%。结果说明，西固区出现了一定程度的Cu²⁺离子污染，这是因为在西固区有大规模的工厂，将大量的污水排放从而导致了西固区Cu²⁺离子浓度高于其他地方。此外，黄河水的离子回收值范围高于自来水，原因在于黄河水中存在一些干扰性的阳离子及有机物，影响了测试结果。

Claims (10)

1.巯基聚乙烯醇量子点复合材料的制备方法，是以乙酸酐为乙酰化试剂，浓硫酸为酯化催化剂，在酸性条件下，使聚乙烯醇与巯基乙酸进行酯化反应，得到巯基功能化的聚乙烯醇；再以巯基功能化的聚乙烯醇作为稳定剂与镉离子、硫离子进行络合，得到巯基聚乙烯醇量子点复合材料。

2.如权利要求1所述巯基聚乙烯醇量子点复合材料的制备方法，其特征在于：巯基功能化的聚乙烯醇的合成：将聚乙烯醇用蒸馏水完全溶解后，与乙酸溶液、乙酸酐、浓硫酸及巯基乙酸混合均匀，然后于30 ± 2 ℃下恒温反应24 ± 2 h，产物用无水乙醇沉淀，所得固体放入索氏提取器中，用甲醇抽提洗涤24 h；所述聚乙烯醇为聚乙烯醇1799，聚合度为1700。

3.如权利要求1所述巯基聚乙烯醇量子点复合材料的制备方法，其特征在于：巯基聚乙烯醇量子点的合成：将巯基功能化的聚乙烯醇用蒸馏水完全溶解后，加入醋酸镉，搅拌24 ± 2 h使镉离子与巯基功能化的聚乙烯醇充分络合；然后在氮气氛下，加入九水硫化钠溶液，于35 ± 2 ℃下恒温反应5~6 h，制得澄清的巯基聚乙烯醇量子点复合材料溶液。

4.如权利要求2所述巯基聚乙烯醇量子点复合材料的制备方法，其特征在于：所述乙酸溶液的质量百分含量为36%~38%；聚乙烯醇与乙酸的质量比为1:4~1:6。

5.如权利要求2所述巯基聚乙烯醇量子点复合材料的制备方法，其特征在于：聚乙烯醇与乙酸酐的质量比为1:8~1:10。

6.如权利要求2所述巯基聚乙烯醇量子点复合材料的制备方法，其特征在于：聚乙烯醇与浓硫酸的质量比为1:0.16~1:0.20。

7.如权利要求2所述巯基聚乙烯醇量子点复合材料的制备方法，其特征在于：聚乙烯醇与巯基乙酸的质量比为1:12~1:15。

8.如权利要求3所述巯基聚乙烯醇量子点复合材料的制备方法，其特征在于：巯基功能化的聚乙烯醇与醋酸镉的质量比为10:1~12:1；巯基功能化的聚乙烯醇与九水硫化钠的质量比为10:1~13:1。

9.如权利要求1所述方法制备的巯基聚乙烯醇量子点复合材料在检测水样中痕量Cu²⁺的应用。

10.如权利要求9所述方法制备的巯基聚乙烯醇量子点复合材料在检测水样中痕量Cu²⁺的应用，其特征在于：在水样中加入巯基聚乙烯醇量子点复合材料配制成浓度 2.00mg/mL~ 2.10mg/mL 的溶液；随着溶液中Cu²⁺的加入，溶液的荧光强度呈以下线性关系：

I₀/I=0.0005X+1.0459 

I₀——加入Cu²⁺之前复合材料的溶液的荧光强度

I——加入Cu²⁺之后复合材料的溶液的荧光强度；

X——Cu²⁺的浓度；

通过荧光仪测试得到I₀和I，利用该线性方程，可计算得到的X值即为溶液中Cu²⁺的浓度。