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碳点(CDs)是近年来一种新兴的发光纳米材料,因为它的粒径一般小于10 nm,而且碳点具有其独特的物理化学性质、良好的生物相容性和稳定性、低细胞毒性、水溶性等优点,并具有可调谐的发射、稳定的光致发光等优良的光学特性。碳点在生物成像、离子检测、药物传递和光电器件等领域具有广阔的应用前景。本文利用CDs溶液具有多功能性、光谱特性、易修饰性和高灵敏度等优点,应用于三价铁离子和p H值的检测。主要研究内容如下:在第一部分中利用豆芽作为碳源,以水为溶剂,通过水热合成法制备了豆芽碳点。该碳点显示明亮的蓝色荧光。对CDs进行了表征,并对其可能的形成机理进行了讨论。由于其表面有可溶性官能团,因此具有良好的分散性。所制得的碳点的量子产率(QY)为9.25%。在1~100μM的线性范围内,碳点的荧光被Fe3+猝灭,检出限为0.37μM。通过干扰研究发现,金属离子的加入不会影响CDs对Fe3+的选择性。这些结果表明,新合成的碳点对荧光关断法测定Fe3+具有选择性和灵敏度。在第二部分的研究中,以柠檬酸和尿素为前驱体合成了p H响应型CDs,其荧光强度也随着溶液p H值从1增加到12而逐渐增加。提出了一种基于H-聚集和费米能级位移的新机制来说明CDs的p H响应发射。研究了p H响应的机制,发现CDs在酸性溶液中发生H-聚集现象,这导致碳点的红色荧光猝灭;当碳点溶解在碱性溶液中时,费米能级移动导致自吸收降低,此时碳点的荧光增强。与目前报道最多的p H敏感CDs的响应范围较窄不同,CDs的p H响应范围较大,尤其是在碱性范围内,其明显的红光发射明显达到了良好的可视化效果。所制备的碳点具有无毒、成本低、p H响应范围大等优点。此外,还做了“玫瑰花滤纸”来展示碳点用来检测p H的可视化。另外也做了碳点和PVA的复合薄膜,与PVA复合的碳点仍具有很好的荧光强度。所制备的碳点在检测p H方面具有广阔的应用前景。综上所述本文通过水热法合成了两种新型碳点,其中豆芽碳点可用于Fe3+的检测,另一种碳点用于p H的定性分析,这对碳点在离子检测和p H值检测方面具有重大的应用价值,也对环境检测方面提供了新的思路,具有积极的影响。