碱木质素/聚乙烯亚胺碳点的制备及其对pH敏感性

摘要

以碱木质素(alkali lignin,AL)、聚乙烯亚胺(polyethylenimine,PEI)为碳源,其中PEI不仅作为碳源还作为表面钝化剂,在H2O2氧化下通过一步水热法绿色、高效制备高荧光、寿命长和多氨基化功能碳点(alkali lignin/polyethylenimine carbon dots,AL/PEI-CDs).探究了碱木质素/PEI质量比、水热温度和水热时间等因素对碳点荧光强度的影响,确定了最佳的反应条件,同时考察了AL/PEI-CDs对pH的敏感性及稳定性.采用紫外分光光度计(ultraviolet spectrophotometer,UV-vis)、荧光分光光度计、原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)、高分辨透射显微镜(high resolution transmission electon microscopy,HRTEM)、傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD),对AL/PEI-CDs的光学性质、形貌结构、化学结构和晶体结构等进行了表征分析.结果表明,在碱木质素/PEI质量比为1:12、水热温度190℃、水热时间12h的条件下,合成的AL/PEI-CDs荧光量子产率为25.53％,荧光寿命为5.06ns,表面含有丰富的氨基和羟基,且粒径均一、水溶性好,有良好的稳定性,在最佳激发波长为ex=313nm下对应的发射峰位为405nm,稀释液在紫外灯下发出明亮的蓝光.本研究制备的碳点在离子监测和细胞代谢过程监测质子传感器中可能具有良好的应用前景.