量子点荧光纳米探针用于水中氟及重金属检测的研究

摘要

氟元素在自然界中分布广泛且与人体的身心健康密切相关。我国的地下水中氟超标污染地区主要分布在华北、东北、西北以及偏远农村地区，该地区的地理环境比较复杂，而地下水作为人们日常饮用水的重要来源之一，如果水中的氟离子超标严重，必然会危害人们的身体健康，进而影响生活质量。因此，发展一种能够准确检测水中氟离子含量的新方法显得尤为重要。
　　然而，随着现代社会工业水平的高速发展，重金属污染的问题也越来越严重。由于重金属离子很难在自然界中自然降解，而且还会在生物体中发生富集作用，进而引发各种疾病和痛苦，对人们的生命健康存在潜在的威胁。
　　近年来的研究发现，荧光量子点(QDs)这种新兴的无机发光材料，以其具有的独特结构和光学性能，已成为水环境光学检测方面的研究热点。通过水相合成方法制备的量子点，方法简单、绿色且廉价，合成的量子点水溶性较好，已成为材料科学研究的前沿热点领域。本研究通过设计制备了新颖的量子点荧光纳米探针，并将其应用于水中氟离子和重金属离子的检测，取得了快速、灵敏、准确的检测效果。
　　主要研究内容如下：
　　(1)设计制备了量子点荧光纳米探针:CdTe QDs/AgNPs荧光纳米探针，即一种新的用于水中氟离子检测的探针。将水相合成的CdTe量子点和水热法合成AgNPs相结合制备得到。将其用于水中氟离子的检测，根据实验结果显示，CdTe QDs/AgNPs荧光纳米探针能够快速、有选择性的检测出水中的氟离子，大约需要五分钟的时间就能检测出水中的氟离子含量。本文首次选用银纳米颗粒和荧光量子点相结合，这是一种新型的荧光纳米探针，对水中氟离子的检测具有重要的意义。
　　(2)选用制备的具有亲水性质的磁性纳米颗粒氧化铁(MION)和量子点(QDs)相结合，成功制备了CdTe QDs/MION荧光纳米探针，这是一种新的磁性可回收的用于水中氟离子检测的灵敏探针。具有亲水性质的磁性纳米颗粒氧化铁的合成使其用于水中氟离子检测成为可能，其和量子点结合制备CdTeQDs/MION荧光纳米探针。这种荧光纳米探针在水中的稳定性很好，将其用于水中氟离子的检测，实验结果显示，CdTe QDs/MION荧光纳米探针能够快速、准确的检测出水中的氟离子，而且有利于用磁铁回收。这种新型的磁性荧光纳米光学探针，在水中氟离子检测中会逐步引起更多的关注。
　　(3)通过水相合成法制备的CdTe量子点，作为荧光纳米探针用于水中三价铁离子的检测。实验结果显示，向CdTe量子点溶液中加入Fe3+溶液，CdTe量子点的荧光强度明显下降，所以，可以选用制备的CdTe量子点用于水中Fe3+的分析检测。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 纳米材料及其效应

1．1．1 量子点简介

1．1．2 银纳米颗粒简介

1．1．3 磁性纳米氧化铁简介

1．2 量子点荧光纳米探针用于水中微污染物的检测

1．2．1 氟及重金属污染现状简介

1．2．2 氟及重金属离子检测方法简介

1．2．3 纳米材料用于水中微污染物检测的优势

1．3 本论文的选题思路和研究内容及创新点

参考文献

第二章 纳米AgNPs／CdTe荧光探针的制备及对水中氟离子的检测

2．1 前言

2．2．实验部分

2．2．1 实验试剂

2．2．2 实验仪器

2．2．3 实验步骤

2．3．实验结果和讨论

2．3．1 材料表征

2．3．2 影响检测的因素

3．2．7 氟离子检测的机理

2．4．本章小结

参考文献

第三章 磁性纳米Fe3O4／量子点荧光探针用于水中氟离子的检测

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂

3．2．2 实验仪器

3．2．3 MION的制备

3．2．4 CdTe量子点的制备

3．2．5 荧光检测

3．3．结果和讨论

3．3．1 MION和CdTe量子点的表征

3．3．2 CdTe量子点和MION相互作用的荧光光谱

3．3．本章小结

参考文献

第四章 量子点荧光猝灭法检测水中的三价铁离子

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂

4．2．2 实验仪器

4．2．3 实验步骤

4．3．实验结果和讨论

4．3．1 材料表征

4．3．2 检测实验

4．4 本章小结

参考文献

全文总结

致谢

攻读学位期间发表或待发表的文章