一种基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法，包括将0.7mLNaCl溶液，2.6mL自合成的NAC‑Mn

Method for detecting copper ion based on manganese doped cadmium sulfide quantum dots

The invention discloses a method for detection of copper ions of manganese doped CDs based on quantum dots, including the solution of 0.7mLNaCl, 2.6mL from NAC Mn synthesis

【技术实现步骤摘要】
一种基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法
本专利技术属于铜离子检测
，尤其涉及一种基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法。
技术介绍
在过去几十年的时间里，由于半导体纳米粒子(QDs)具有窄的发射光谱、连续的吸收光谱、量子尺寸效应、较强的荧光性质以及完美的抗光漂白性等独特的光学和电学性质，因而得到广泛的关注。而这些性质又主要源于量子点比较大的比表面积以及量子限域效应。量子点在生物以及医药上已经表现出了很大的应用前景，它可以用于传感器、探针、光学成像、细胞分离以及进行疾病的诊断等。同其它的量子点相比，CdSQDs具有更大的带隙能谱以及更小的波尔半径，这使得CdSQDs成为了一种重要的半导体纳米粒子，研究者也将其作为一种重要的量子点材料考察其应用并对其进行研究。因为掺杂材料对量子点的光学以及光催化性能都有影响，因此研究者们对应用过渡金属元素例如锰、铜以及镧系元素对CdSQDs进行掺杂也进行了大量的研究。一些对CdSQDs进行掺杂的文献中指出，对CdSQDs半导体纳米粒子掺杂后，对其物理性质尤其是对其在纳米领域的应用的探究是非常重要的。随着人类活动的日益频繁，大量的化学物质(包括重金属离子)被释放到环境中。而很多的重金属离子对生物以及生态系统都有一定的毒性。因此，环境中存在的重金属离子(如Cu2+，Hg2+，Pb2+，Zn2+，Ni2+，Co2+等)引起了人们极大的关注。Cu是自然界存在的生物体必需的痕量金属元素，Cu2+对人类的危害同其他的金属离子相比相对较低。但是对某些微生物而言，当Cu2+的浓度很低时对其也有一定的危害。缺乏或者Cu2+过量都会引起一些与铜有关的疾病。基于铜的这些性质，研究者们提出了大量的方法来有效的测定铜的含量。到目前为止，已有测定铜含量的方法包括电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)、原子吸收光谱法(AAS)和紫外可见分光光度法(UV-vis)、溶出伏安法和色谱法等，尽管这些方法在较宽的浓度范围内检测，并能得到较好的检测限、选择性和较高的灵敏度，但ICP-AES和AAS法和色谱法均需要较昂贵的仪器，且色谱法所用溶剂较多，运行成本偏高；UV-vis法需要显色，操作繁琐；溶出伏安法的重现性相对较差。而荧光传感器方法具有简单、高灵敏度以及快速的优点，因此在近来得到了广泛的应用。综上所述，已有测定铜含量的方法存在使用成本较高、操作繁琐、所用溶剂较多和重现性较差的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法，旨在解决已有的测定铜含量的方法存在使用成本较高、操作繁琐、所用溶剂较多和重现性较差的问题。本专利技术是这样实现的，一种基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法，所述基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法包括将0.7mLNaCl溶液，2.6mL自合成的NAC-Mn2+:CdSQDs溶液，3.4mLpH为7.4的Na2HPO4-柠檬酸缓冲溶液以及不同体积0.16mM的铜离子或者其他金属离子溶液依次加入10mL的比色管中，并用超纯水定容；所述NaCl溶液浓度为100mM，以控制测定体系的离子强度在一定的程度；所述Na2HPO4-柠檬酸缓冲溶液浓度为68mM，以控制该缓冲溶液体系具有足够的缓冲能力；所述NAC-Mn2+:CdSQDs溶液浓度为9.62×10-5M，以控制具有最大检测灵敏度。进一步，所述超纯水定容后需要进行：摇匀在室温下静置；在λex＝350nm时测定其荧光强度。本专利技术的另一目的在于提供一种利用所述基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法检测的含有Cu2+的河水。本专利技术的另一目的在于提供一种利用所述基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法检测的含有Cu2+的湖水。本专利技术的另一目的在于提供一种利用所述基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法检测的含有Cu2+的自来水。本专利技术提供的基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法，表2列出了本专利技术的方法和其他检测Cu2+方法的分析性能。通过比较可得，本专利技术的方法得到检测铜离子的检出限(LOD)与文献报道的相近甚至更好。而且，从方法的线性和精密度而言，本方法得到的相关系数值(r)和相对标准偏差(RSDs)均很理想，其他金属离子干扰小，并且，所提出的方法可以用于实际样品中Cu2+的检测。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法流程图。图2是本专利技术实施例提供的室温下λex＝350nm时NAC-Mn2+:CdSQDs的荧光随Mn2+含量的变化图。图3是本专利技术实施例提供的不同反应时间NAC-Mn2+(3％):CdSQDs的紫外-可见吸收光谱图。图4是本专利技术实施例提供的CdSQDs(a)和Mn2+:CdSQDs(b)的X射线光电子能谱示意图。图5是本专利技术实施例提供的NAC-CdSQDs(a)和NAC-Mn2+:CdSQDs(b)的X射线衍射图。图6是本专利技术实施例提供的NAC(a)和NAC-Mn2+:CdSQDs(b)的红外光谱图。图7是本专利技术实施例提供的pH对NAC-Mn:CdSQDs荧光强度的影响示意图；图中：F0和F分别代表不存在和存在Cu2+时NAC-Mn:CdSQDs的荧光强度，QDs和Cu2+的浓度分别为7.0×10-6M和3.2μΜ。图8是本专利技术实施例提供的不同种类的缓冲体系对NAC-Mn:CdSQDs荧光的影响示意图。图9是本专利技术实施例提供的缓冲液浓度对体系荧光强度的影响示意图。图10是本专利技术实施例提供的NAC-Mn:CdSQDs浓度对荧光的影响示意图。图11是本专利技术实施例提供的NAC-Mn2+:CdSQDs和Cu2+体系的干扰试验，Cu2+浓度为3.2μM，各干扰物质浓度为0.64mM。图12是本专利技术实施例提供的(A)不同浓度的Cu2+对NAC-Mn2+:CdSQDs荧光强度的影响示意图；(B)NAC-Mn2+:CdSQDs荧光强度与Cu2+浓度的线性关系示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术首先以N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)作为稳定剂，在室温下合成了NAC保护的Mn2+:CdS量子点。并应用X-射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱(EDS)、UV-可见以及荧光光谱对其进行了表征，证实了Mn2+成功的掺杂进入到CdSQDs晶体中。然后利用Cu2+对NAC-Mn2+:CdSQDs的荧光猝灭作用，建立了一种检测Cu2+的方法，将其应用于实际水样(河水、湖水、自来水)中Cu2+的检测，达到了比较满意的效果。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细的描述。如图1所示，本专利技术实施例提供的基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法包括以下步骤：S101：将0.7mLNaCl溶液，2.6mL自合成的NAC-Mn2+:CdSQDs溶液，3.4mLpH为7.4的Na2HPO4-柠檬酸缓冲溶液以及不同体积0.16mM的铜离子或者其他金属离子溶液依次加入10mL的比色管中，并用超纯水定容；S102：然后摇匀在室温下静置几分钟；S103：最后在λex＝350nm时测定其荧光强度。在本专利技术的实施例中：选择p本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于锰掺杂硫化镉量子点性检测铜离子的方法，其特征在于，所述基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法包括将0.7mLNaCl溶液，2.6mL自合成的NAC‑Mn

【技术特征摘要】
1.一种基于锰掺杂硫化镉量子点性检测铜离子的方法，其特征在于，所述基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法包括将0.7mLNaCl溶液，2.6mL自合成的NAC-Mn2+:CdSQDs溶液，3.4mLpH为7.4的Na2HPO4-柠檬酸缓冲溶液以及不同体积0.16mM的铜离子或者其他金属离子溶液依次加入10mL的比色管中，并用超纯水定容；所述NaCl溶液浓度为100mM；所述Na2HPO4-柠檬酸缓冲溶液浓度为68mM；所述NAC-Mn2+:CdSQDs溶液浓度为9.62×...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨秀培，罗娜，程秀梅，贾智慧，蔡明发，
申请(专利权)人：西华师范大学，
类型：发明
国别省市：四川,51