纖維素基熒光碳點的制備及其應用研究.pdf

1、碳點(CDs)是一種尺寸小于10nm的新型熒光納米粒子，自2004年CDs被報道以來，已經吸引了廣大科研工作者的興趣和關注。CDs具有極好的生物相容性、優(yōu)秀的熒光性能、穩(wěn)定的化學和物理性質、低毒性、極佳的水溶性等性質，大大拓展了CDs的應用領域和范圍。目前，CDs的制備方法主要有，激光蝕刻法，電化學法，模板法等，這些方法存在原料價格高，設備價格昂貴或者實驗操作復雜等缺陷，因此，急需一種操作簡單，原料便宜同時可提高碳點熒光量子產率的制備方

2、法。提高CDs熒光量子產率的方法一般有兩種，一種是后期對CDs進行表面鈍化;另一種是摻雜雜原子。
　　為了進一步降低制備成本，改善CDs的熒光性能，本課題選擇以廉價易得可降解的生物質基—纖維素為原料，摻雜氮硫雜原子，通過一步水熱法制得一系列纖維素基熒光CDs，分別對制得的CDs進行最適實驗條件探究，形貌表征，成分和性能分析，通過細胞毒性試驗評價其毒性，并將它們應用于生物成像與在溶液中對Fe(Ⅲ)檢測，并對Fe(Ⅲ)檢測下限和檢測機

3、理進行探究最終得到實驗結論如下:
　　(1)氮摻雜纖維素基熒光CDs的制備及在生物成像的應用研究:以纖維素粉和尿素為原料，通過綠色環(huán)保的水熱法一步制備了氮摻雜纖維素基熒光CDs(N-CDs)?？疾炝四蛩刭|量、反應時間和反應溫度對N-CDs熒光量子產率的影響，并探究最適實驗條件為:尿素與纖維素的質量比為0.7，反應溫度為180℃，反應時間為72h，此時N-CDs的熒光量子產率達21.7％;對N-CDs的形貌、成分和光學性能進行表征與

4、分析，發(fā)現它的平均尺寸為4.2nm，表面存在氨基、羥基等基團，具有依賴激發(fā)光波長的熒光性質;通過細胞毒性試驗，發(fā)現N-CDs的細胞存活率達89％以上，并將其成功應用于細胞成像。
　　(2)氮硫共摻雜纖維素基熒光CDs的制備及在生物成像的應用研究:以纖維素粉、硫代硫酸鈉和乙二胺(EDA)為原料，通過綠色環(huán)保的水熱法一步制備了氮硫共摻雜纖維素基熒光CDs(N，S-CDs)。N，S-CDs的最適實驗條件為:纖維素粉0.5g，硫代硫酸鈉0

5、.1g，乙二胺0.5mL，反應時間72h，反應溫度180℃，此時他的熒光量子產率達28.2％;并對N，S-CDs的形貌、成分和光學性能進行表征與分析，發(fā)現它的平均尺寸為3.2nm，存在氨基，羥基和含硫基團等基團，具有依賴激發(fā)光波長的熒光性質;相較于N-CDs，N，S-CDs具有更高的熒光量子產率，相同激發(fā)光下的N，S-CDs發(fā)射光發(fā)生紅移;通過細胞毒性試驗，發(fā)現N，S-CDs的細胞存活率達93％以上，并將其成功應用于細胞成像。