[發(fā)明專利]一種通過熱解分子篩制備的碳量子點及其在過氧化氫檢測方面的應用

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• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109607512A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設計）人: 李激揚;王博倫;沐影
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15;C09K11/65;G01N30/90;G01N21/64;B82Y20/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一種通過熱解分子篩制備的碳量子點及其在過氧化氫檢測方面的應用，屬于碳基納米材料技術領域。本發(fā)明借助分子篩的空間限域作用，經過水熱合成和后處理得到的具有紫外光激發(fā)、尺寸較小且均一(約為2.5nm)、具有良好穩(wěn)定性和光致發(fā)光性質的碳量子點材料及其作為熒光探針在過氧化氫檢測方面的應用。其主要制備過程為：以鋁源、鎂源、磷酸及有機模板劑為原料，利用水熱合成制備分子篩晶體產物，經過熱解、層析等操作提純以得到水溶性的碳點產物；所制備的碳點呈現激發(fā)不依賴的藍色熒光(發(fā)射峰位約為420nm)，且能夠對過氧化氫實現高靈敏度響應，其猝滅常數和檢測限分別為7.3×10³M^?1和3.16μM。

技術領域

本發(fā)明屬于碳基納米材料技術領域，具體涉及一種利用分子篩的空間限域作用，經過分子篩的水熱合成、煅燒熱解、刻蝕處理、薄層色譜分離得到的具有紫外光激發(fā)的碳量子點材料及其作為熒光探針在過氧化氫檢測方面的應用。

背景技術

近年來，過氧化氫作為癌癥、阿爾茨海默病、動脈粥樣硬化、帕金森病、心肌梗死、糖尿病等神經退行性疾病的重要病理介質，在生物化學和環(huán)境領域受到越來越多的關注。但生物液中過氧化氫的濃度通常較低，難以追蹤。因此，建立一種高效、簡便、靈敏、選擇性檢測過氧化氫的方法具有重要意義。

目前為止，常用的過氧化氫檢測方法有比色法、電化學、熒光法、化學發(fā)光法等等多種檢測分析方法。在這些方法中，熒光法以其分析簡單、快速、靈敏度高、樣品損傷小、經濟等優(yōu)點越來越受到研究者們的重視和關注。在熒光技術中，選擇合適的熒光探針是一項最為重要的步驟。在目前的報道中，人們已經采用了各式各樣的熒光探針來進行對過氧化氫的檢測，包括金屬有機骨架(mental organic frameworks，MOFs)，量子點，銀納米粒子，有機比色計，稀土熒光材料薄膜都被用于過氧化氫的檢測。

碳量子點(簡稱CDs，)是一類新型的發(fā)光納米碳材料，其尺寸一般小于10nm。與傳統(tǒng)的半導體量子點相比，碳納米點具有光學性能優(yōu)異、容易制備合成、水溶性良好、低毒、環(huán)保等優(yōu)點，引起了人們極大的研究興趣。這些優(yōu)點使得CDs在生物成像、醫(yī)學診斷、光電和傳感器等領域有著廣泛的應用。在傳感器或探針方面，CDs可廣泛用于檢測各種無機和有機物種，如金屬離子(例如Hg²⁺，Fe³⁺，Cu²⁺，Be²⁺，Ag⁺，K⁺，Zn²⁺，Al³⁺等)、次氯酸、葡萄糖、多巴胺、尿酸、ssDNA、三聚氰胺等。

與其他的過氧化氫熒光探針相比，碳量子點天生具有生物相容性好，低毒，穩(wěn)定性高等優(yōu)點，因而具有很大的應用潛力。在本專利中，我們通過熱解分離等手段從分子篩中制備了一種能高靈敏響應過氧化氫的碳量子點材料，該材料穩(wěn)定，無毒無害，且靈敏度高，是一種極具應用潛力的熒光探針材料。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種通過熱解分子篩制備的碳量子點及其在過氧化氫檢測方面的應用。本發(fā)明借助于具有規(guī)則納米孔的分子篩為載體，通過煅燒和分離處理，制備了一種藍光發(fā)射的碳量子點，該碳量子點對過氧化氫有良好的響應。本發(fā)明工藝簡單、可重復性好，檢測穩(wěn)定性高，重復性好，是一種理想的新型檢測材料。

本發(fā)明利用分子篩的水熱合成，通過煅燒含有機模板劑的分子篩，然后進一步刻蝕處理分離，制備出一種紫外光激發(fā)的藍色光致發(fā)光的碳量子點材料，該材料穩(wěn)定性優(yōu)異，在水中及乙醇中均有良好的溶解性，且對環(huán)境中的過氧化氫有著敏感的熒光響應，因而可以用于探針檢測溶液中的過氧化氫。

本發(fā)明所述的一種通過熱解分子篩制備的碳量子，其由如下步驟制備得到：