CN114527109A - 一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的方法 - Google Patents

一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114527109A
CN114527109A CN202210283125.4A CN202210283125A CN114527109A CN 114527109 A CN114527109 A CN 114527109A CN 202210283125 A CN202210283125 A CN 202210283125A CN 114527109 A CN114527109 A CN 114527109A
Authority
CN
China
Prior art keywords
quantum dot
cssncl
solution
bone glue
amim
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210283125.4A
Other languages
English (en)
Inventor
高党鸽
张莹
李楠
吕斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi University of Science and Technology
Original Assignee
Shaanxi University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi University of Science and Technology filed Critical Shaanxi University of Science and Technology
Priority to CN202210283125.4A priority Critical patent/CN114527109A/zh
Publication of CN114527109A publication Critical patent/CN114527109A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N21/643—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N2021/6432—Quenching
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的方法。首先以碳酸铯、骨胶、氯化亚锡和1‑烯丙基‑3‑甲基‑氯化咪唑（[AMIM]Cl）为原料制备锡基钙钛矿量子点荧光传感器，分别检测其荧光强度；然后检测不同浓度Fe3+存在下的荧光强度；最后根据荧光强度和工作曲线对水溶液中的Fe3+进行定性、定量分析。本发明是一种操作简便、分析速度快、灵敏度高的Fe3+检测方法。

Description

一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的 方法
技术领域
本发明涉及水质分析、荧光传感等领域，具体涉及一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的方法。
背景技术
铁元素是人体必不可少的微量元素，在人体各个器官中广泛存在。铁浓度异常会导致细胞代谢紊乱，进而引发疾病。此外，作为工业过程污染物的来源，Fe3+会对生态环境造成污染。因此，Fe3+的检测在水质诊断和临床诊断等方面具有重要意义。与电感耦合等离子质谱法、原子吸收分光光度法等检测方法相比，荧光检测法具有操作简单、灵敏度高、选择性好等优点，收到人们广泛关注。
钙钛矿量子点是一种新型光致发光材料，与传统的发光材料相比，具有荧光寿命长、颜色纯度高的优点。其中，锡基钙钛矿量子点毒性低，发光效率高，在太阳能电池和发光二极管等领域中应用广泛。然而，尚未见到锡基钙钛矿量子点在荧光传感器应用方面的报道。
Fe3+可以与锡基钙钛矿量子点表面的羧基和氨基发生配位作用，形成稳定的非荧光基态配合物，不同浓度的Fe3+会使锡基钙钛矿量子点发生不同程度的荧光猝灭，进而实现对Fe3+的识别和检测。
发明内容
本发明的目的是克服现有Fe3+检测技术操作复杂、灵敏度低等缺点，将锡基钙钛矿量子点应用于Fe3+检测，提供一种操作简单、高灵敏、高选择性的Fe3+检测方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的方法，
具体检测方法为：
将[AMIM]Cl/骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器或骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器加入含Fe3+浓度为0.1-2 mM的水溶液，静置1-15 min，检测其荧光强度；
所测荧光强度与Fe3+浓度在一定范围内成线性分布，根据两者的线性关系对水溶液中的Fe3+进行定性、定量分析。
所述 [AMIM]Cl/骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器的制备方法，具体包括以下步骤：
将0.0500-0.1000g的碳酸铯，0.0800-0.2000g的骨胶溶解于1-5mL的去离子水中，在40-70℃真空烘箱中进干燥处理2-5h；
将上述物质和2-10 g的[AMIM]Cl置于三口烧瓶中，在40-70℃真空烘箱中进干燥处理2-5h；然后在N2氛围中加热至110℃-150℃，得到第一混合液，待用；
将2-10 g的[AMIM]Cl和0.0100-0.0500g的氯化亚锡置于三口烧瓶中，在40-70℃真空烘箱中进干燥处理2-5h；然后在N2氛围中加热至110℃-150℃，使氯化亚锡完全溶解，得到第二混合液，待用；
将上述第二混合液升温至150℃-180℃，然后注入0.3-0.8mL第一混合液，搅拌2-10s，置于冰水浴中，得到[AMIM]Cl/骨胶-CsSnCl3量子点溶液；
将上述[AMIM]Cl/骨胶-CsSnCl3量子点溶液溶解于10-30 mL无水乙醇中，在6000-9000 rpm下离心5-15 min，去除上清液，将所得沉淀溶解于5-15 mL去离子水中，得到[AMIM]Cl/骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器。
所述骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器的制备方法，具体包括以下步骤：
将0.0500-0.1000g的碳酸铯，4-10mL的十八烯和0.2-1.0mL的油酸置于三口烧瓶中，在40-70℃真空烘箱中进干燥处理2-5h；然后在N2氛围中加热至110℃-150℃，使碳酸铯完全溶解，得到第一混合液，待用；
将4-10mL十八烯和0.0100-0.0500g的氯化亚锡置于三口烧瓶中，在40-70℃真空烘箱中进干燥处理2-5h；然后在N2氛围中加热至110℃-150℃，使氯化亚锡完全溶解，得到第二混合液，待用；
将上述第二混合液升温至150℃-180℃，首先注入0.2-0.6mL油酸、0.3-0.7mL油胺，然后注入0.3-0.8mL第一混合液，搅拌2-10s，置于冰水浴中，得到CsSnCl3量子点，待用；
将0.5000-1.5000 g骨胶和2-8 mL丙三醇置于三口烧瓶中，在60-90℃下加热至骨胶溶解，待用；
将上述1-5 mL骨胶溶液与1-4 mL CsSnCl3量子点混合，得到骨胶-CsSnCl3量子点；
将上述骨胶-CsSnCl3量子点溶液溶解于10-30 mL无水乙醇中，在6000-9000 rpm下离心5-15 min，去除上清液，将所得沉淀溶解于5-15 mL去离子水中，得到骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器。
本发明具有以下优点：
1、本发明发现了一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的方法，为Fe3+的检测和识别提供了有效手段，有望应用于水质检测等领域。
2、本发明制备的锡基钙钛矿量子点荧光传感器可以在水溶液中稳定存在，其表面的羧基和氨基可以与Fe3+进行结合，造成荧光强度的变化，进而实现对Fe3+的检测和识别。
3、本发明的锡基钙钛矿量子点荧光传感器制备方法简单易行，成本低廉，制备过程对环境友好无害。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
（1）[AMIM]Cl/骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器的制备：
将0.0300g的碳酸铯，0.0900g的骨胶溶解于2 mL的去离子水中，在50℃真空烘箱中进干燥处理4 h；
将上述物质和2 g的[AMIM]Cl置于三口烧瓶中，在50℃真空烘箱中进干燥处理4h；然后在N2氛围中加热至120℃，得到第一混合液，待用；
将9 g的[AMIM]Cl和0.0400g的氯化亚锡置于三口烧瓶中，在60 ℃真空烘箱中进干燥处理3 h；然后在N2氛围中加热至120 ℃，使氯化亚锡完全溶解，得到第二混合液，待用；
将上述第二混合液升温至150 ℃，然后注入0.5 mL第一混合液，搅拌5 s，置于冰水浴中，得到骨胶-CsSnCl3量子点溶液；
将上述骨胶-CsSnCl3量子点溶液溶解于22 mL无水乙醇中，在8500 rpm下离心12min，去除上清液，将所得沉淀溶解于12 mL去离子水中，得到[AMIM]Cl/骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器。
（2）将上述[AMIM]Cl/骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器中加入含Fe3+浓度为0.6-1.5 mM的水溶液，静置15 min，检测其荧光强度。
（3）上述步骤（2）中所测荧光强度与Fe3+浓度成线性分布，根据两者的线性关系可以对水溶液中的Fe3+进行定性、定量分析。
实施例2
（1）骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器的制备：
将0.0600g的碳酸铯，6.50mL的十八烯和0.8 mL的油酸置于三口烧瓶中，在65℃真空烘箱中进干燥处理3 h；然后在N2氛围中加热至135℃，使碳酸铯完全溶解，得到第一混合液，待用；
将5.5 mL十八烯和0.0200g的氯化亚锡置于三口烧瓶中，在55℃真空烘箱中进干燥处理3 h；然后在N2氛围中加热至125℃，使氯化亚锡完全溶解，得到第二混合液，待用；
将上述第二混合液升温至150℃，首先注入0.4 mL油酸、0.4 mL油胺，然后注入0.4mL第一混合液，搅拌6 s，置于冰水浴中，得到CsSnCl3量子点，待用；
将0.7000 g骨胶和6 mL丙三醇置于三口烧瓶中，在60℃下加热至骨胶溶解，待用；
将上述3 mL骨胶溶液与3 mL CsSnCl3量子点混合，得到骨胶-CsSnCl3量子点；
将上述骨胶-CsSnCl3量子点溶液溶解于25 mL无水乙醇中，在7500 rpm下离心11min，去除上清液，将所得沉淀溶解于11 mL去离子水中，得到骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器。
（2）将上述骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器中加入含Fe3+浓度为0.2-1.5 mM的水溶液，静置9 min，检测其荧光强度。
（3）上述步骤（2）中所测荧光强度与Fe3+浓度成线性分布，根据两者的线性关系可以对水溶液中的Fe3+进行定性、定量分析。
对比例
为评价本发明方法的特异性，选取水溶液中常见的离子如Cu2+、Al3+、Mg2+、Cr3+，Cl-、NO3 -，按照实施例1和实施例2所述的检测步骤对这些离子进行测定，记录各自的荧光强度并进行比较。
结果表明，其他离子几乎不会引起传感器荧光强度的变化，这说明基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测Fe3+的方法具有高度选择性。
本发明对Fe3+的线性检测范围是0.1-2 mM，线性相关方程为y=64078.5-5.2×104c(Fe3+)，线性相关系数为0.9860，检测限为8 μM。
以上实施例仅用于对本发明的发明内容作进一步的详细描述，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通的技术知识和常用手段，做出的各种替换和变更，均应包括在本发明应保护的范围内。

Claims (3)

1.一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的方法，其特征在于：
具体检测方法为：
将[AMIM]Cl/骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器或骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器加入含Fe3+浓度为0.1-2 mM的水溶液，静置1-15 min，检测其荧光强度；
所测荧光强度与Fe3+浓度在一定范围内成线性分布，根据两者的线性关系对水溶液中的Fe3+进行定性、定量分析。
2.一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的方法，其特征在于：
所述 [AMIM]Cl/骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器的制备方法，具体包括以下步骤：
将0.0500-0.1000g的碳酸铯，0.0800-0.2000g的骨胶溶解于1-5mL的去离子水中，在40-70℃真空烘箱中进干燥处理2-5h；
将上述物质和2-10 g的[AMIM]Cl置于三口烧瓶中，在40-70℃真空烘箱中进干燥处理2-5h；然后在N2氛围中加热至110℃-150℃，得到第一混合液，待用；
将2-10 g的[AMIM]Cl和0.0100-0.0500g的氯化亚锡置于三口烧瓶中，在40-70℃真空烘箱中进干燥处理2-5h；然后在N2氛围中加热至110℃-150℃，使氯化亚锡完全溶解，得到第二混合液，待用；
将上述第二混合液升温至150℃-180℃，然后注入0.3-0.8mL第一混合液，搅拌2-10s，置于冰水浴中，得到[AMIM]Cl/骨胶-CsSnCl3量子点溶液；
将上述[AMIM]Cl/骨胶-CsSnCl3量子点溶液溶解于10-30 mL无水乙醇中，在6000-9000rpm下离心5-15 min，去除上清液，将所得沉淀溶解于5-15 mL去离子水中，得到[AMIM]Cl/骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器。
3.一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的方法，其特征在于：
所述骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器的制备方法，具体包括以下步骤：
将0.0500-0.1000g的碳酸铯，4-10mL的十八烯和0.2-1.0mL的油酸置于三口烧瓶中，在40-70℃真空烘箱中进干燥处理2-5h；然后在N2氛围中加热至110℃-150℃，使碳酸铯完全溶解，得到第一混合液，待用；
将4-10mL十八烯和0.0100-0.0500g的氯化亚锡置于三口烧瓶中，在40-70℃真空烘箱中进干燥处理2-5h；然后在N2氛围中加热至110℃-150℃，使氯化亚锡完全溶解，得到第二混合液，待用；
将上述第二混合液升温至150℃-180℃，首先注入0.2-0.6mL油酸、0.3-0.7mL油胺，然后注入0.3-0.8mL第一混合液，搅拌2-10s，置于冰水浴中，得到CsSnCl3量子点，待用；
将0.5000-1.5000 g骨胶和2-8 mL丙三醇置于三口烧瓶中，在60-90℃下加热至骨胶溶解，待用；
将上述1-5 mL骨胶溶液与1-4 mL CsSnCl3量子点混合，得到骨胶-CsSnCl3量子点；
将上述骨胶-CsSnCl3量子点溶液溶解于10-30 mL无水乙醇中，在6000-9000 rpm下离心5-15 min，去除上清液，将所得沉淀溶解于5-15 mL去离子水中，得到骨胶-CsSnCl3量子点荧光传感器。
CN202210283125.4A 2022-03-22 2022-03-22 一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的方法 Pending CN114527109A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210283125.4A CN114527109A (zh) 2022-03-22 2022-03-22 一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210283125.4A CN114527109A (zh) 2022-03-22 2022-03-22 一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114527109A true CN114527109A (zh) 2022-05-24

Family

ID=81627254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210283125.4A Pending CN114527109A (zh) 2022-03-22 2022-03-22 一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114527109A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116814262A (zh) * 2023-06-30 2023-09-29 陕西科技大学 一种基于铋基钙钛矿量子点荧光传感器的制备方法及其应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116814262A (zh) * 2023-06-30 2023-09-29 陕西科技大学 一种基于铋基钙钛矿量子点荧光传感器的制备方法及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108456519B (zh) 一种氮掺杂荧光碳量子点及其制备方法
Hu et al. Recent advances in co-reaction accelerators for sensitive electrochemiluminescence analysis
Zhang et al. Luminescent switch sensors for the detection of biomolecules based on metal–organic frameworks
CN109799217B (zh) 一种基于碲化镉量子点与铕离子复合体系的高灵敏度比率荧光探针及其制备方法和应用
CN106520116B (zh) 一种红色发光碳量子点及其制备方法和应用
Yang et al. Anomalous enhancement of fluorescence of carbon dots through lanthanum doping and potential application in intracellular imaging of ferric ion
CN105567228A (zh) 一种n,p,s共掺杂的荧光碳量子点及其制备方法和应用
Cao et al. Yeast powder derived carbon quantum dots for dopamine detection and living cell imaging
CN111690150B (zh) 一种网状结构稀土铕(iii)配位聚合物及其制备方法和应用
CN102507921A (zh) 一种检测微囊藻毒素的方法
Pan et al. Interfacial engineering of carbon dots with benzenediboronic acid for fluorescent biosensing
CN112852418B (zh) 一种双发射比率荧光碳点及其制备方法和应用
CN114527109A (zh) 一种基于锡基钙钛矿量子点荧光传感器检测水溶液中Fe3+的方法
Zhou et al. Optical detection of anthrax biomarkers in an aqueous medium: The combination of carbon quantum dots and europium ions within alginate hydrogels
CN115678551B (zh) 一种具有高量子产率的绿色荧光发射碳量子点的制备方法
Kim et al. Carbon nanodots functionalized with rhodamine and poly (ethylene glycol) for ratiometric sensing of Al ions in aqueous solution
CN110205123A (zh) 一种碳量子点材料及其在汞离子检测中的应用
Guo et al. Novel fluorescence probe based on bright emitted carbon dots for ClO− detection in real water samples and living cells
Wu et al. PCN-224/nano-zinc oxide nanocomposite-based electrochemiluminescence biosensor for HPV-16 detection by multiple cycling amplification and hybridization chain reaction
CN110018146B (zh) 一种基于荧光碳量子点检测钯离子的方法
Bai et al. A ratiometric fluorescence platform composed of MnO 2 nanosheets and nitrogen, chlorine co-doped carbon dots and its logic gate performance for glutathione determination
CN112980437B (zh) 一种氮硫掺杂高效红光发射的碳点及制备方法和应用
Wang et al. Donglu
CN110746969B (zh) 一种用于非接触式温度探测器的近紫外激发绿色荧光粉
CN108375563B (zh) 一种磷光探针选择性检测凝血酶的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination