二硫化钼量子点的荧光性质以及对铜离子检测的研究

摘要

二硫化钼量子点因其尺寸小于10nm，具有小尺寸效应和边界效应，从而产生光致发光，可以应用在生物成像、荧光检测、光催化及光伏器件等领域。目前，二硫化钼量子点荧光的机理及精确控制等研究较少且处于摸索阶段。本论文从二硫化钼量子点的制备出发，通过改变合成条件，调控荧光的峰位、强度及荧光量子效率，并研究了二硫化钼量子点在检测铜离子方向的应用。本文主要开展了以下工作:
　　(1)以钼酸钠为钼源、L-半胱氨酸为硫源，采用自下而上的方法合成二硫化钼量子点，对形貌和结构进行了表征，证实了我们合成的材料是MoS2QDs，并统计了量子点的尺寸，其尺寸分布在1-4.5nm之间，且平均尺寸大约为2.5nm，分布较为均匀。
　　(2)探究了二硫化钼量子点的光致发光。MoS2QDs的发射峰位会随着激发波长的增加发生红移，具有激发波长依赖性。而且在短时间的紫外光照下，荧光强度几乎不会发生衰减，为之后的荧光传感应用提供了可靠性的依据。
　　(3)探究不同实验条件对二硫化钼量子点的荧光性质及其荧光量子效率的影响。通过改变钼硫源比例、水热时间、水热温度和反应系统的酸碱度来优化合成条件，提高二硫化钼的荧光量子效率。当钼硫源比例为1∶2，水热时间为26h，温度为180℃时，荧光量子效率最高，达到37％。
　　(4)提出采用二硫化钼量子点检测铜离子的检测方法。研究了引入的铜离子浓度与量子点荧光淬灭程度的关系，铜离子为0-1μm范围内，铜离子的浓度与荧光淬灭程度成正比关系，并给出拟合曲线。通过计算得到检测极限为0.098μm，相比于之前报道中石墨烯检测铜离子的检测极限0.226μm，二硫化钼量子点对于铜离子的敏感性更高。而且，检测过程对PH没有依赖性。实验中还研究了二硫化钼量子点荧光强度的选择性，其他离子的存在不会对实验造成干扰。

目录

声明

致谢

摘要

1引言

1．1二维材料的研究现状

1．1．1石墨烯的概述

1．1．2类石墨烯过渡金属硫化物

1．2二硫化钼量子点(MoS2 QDs)的概述

1．2．1二硫化钼量子点的性质

1．2．2二硫化钼量子点的制备方法

1．2．3二硫化钼量子点的相关应用

1．3课题的提出及主要研究内容

1．3．1课题的提出

1．3．2主要研究内容

2二硫化钼量子点的制备、表征及其光学性质分析

2．1引言

2．2二硫化钼量子点的制备

2．2．1实验试剂及仪器

2．2．2二硫化钼量子点的合成工艺

2．3二硫化钼量子点的表征与光学特性分析

2．3．1量子点的粒径分析

2．3．2元素成份分析

2．3．3二硫化钼量子点的荧光特性

2．3．4二硫化钼量子点的耐光性

2．4本章小结

3探究不同的制备条件对二硫化钼量子点荧光性能的影响

3．1不同钼硫源比例对二硫化钼量子点荧光性能的影响

3．1．1荧光性质

3．1．2荧光量子效率

3．2不同水热时间对二硫化钼量子点荧光性能的影响

3．2．1荧光性质

3．2．2荧光量子效率

3．3不同水热温度对二硫化钼量子点荧光性能的影响

3．4本章小结

4二硫化钼量子点检测铜离子的应用研究

4．1引言

4．2检测铜离子的实验材料与检测方法

4．2．1实验材料与仪器

4．2．2实验工艺流程

4．3淬灭机理与荧光检测分析

4．3．1荧光检测的淬灭机理

4．3．2荧光检测结果和极限分析

4．3．3荧光检测的稳定性分析

4．3．4荧光检测的选择性分析

4．4本章小结

5结论

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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