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碳点(CDs)是一种新型的碳基荧光纳米材料,具有良好的生物相容性、光稳定性、低毒性和易于修饰的特点,因此在传感、生物成像、药物输送、医学诊断、光催化和电催化领域得到了广泛的研究和应用。利用不同的碳源和不同的合成方法可以制备多种碳点,例如:氮掺杂、硫掺杂、磷掺杂、硼掺杂、氟掺杂和铁掺杂的CDs。这些CDs具有独特的化学结构和各种表面有机官能团,包括基于氧的官能团(例如羧基(-COOH)和羟基(-OH)),基于氮的官能团(例如吡啶基-N、吡咯基-N和氨基(-NH2)和硫基。因此,CDs具有更多的表面活性位点,可与金属离子有效结合或与某些非金属离子间接配位。利用碳点的优良的光学性能,可以用于检测多种金属离子(例如Hg2+、Ag+、Cu2+、Au3+、Pt2+、Pd2+、Co2+、Cr(VI))、非金属离子(例如H+、F-、I-、CN-、ClO-、S2-、PO43-、C2O42-)和生物分子(例如氨基酸、多巴胺、抗坏血酸、葡萄糖、DNA和蛋白质)。本论文将荧光碳点应用于过氧草酸酯的化学发光(POCL)系统中,进行了如下研究:1.通过使用基于过氧草酸酯的化学发光(POCL)系统和荧光碳点(CDs)相结合系统研究了过氧草酸酯/碳点化学发光(POCL/CDs)可视化传感平台。利用红心火龙果为原料,通过水热法制备了CDs,该CDs表面拥有丰富的富氧官能团,因此显示出对Fe3+离子的高灵敏度和选择性检测。基于POCL/CDs反应,构造了一个可见光感应平台,其中CDs充当Fe3+识别和发光信号的捕获剂和发射剂。使用这种技术,可以在没有仪器设备协助的情况下简单有效区分少量的Fe3+离子。研究结果表明,该方法具有良好的灵敏度,选择性和潜在的传感应用价值。2.以柠檬酸和中性红为原料,一步水热法合成发射红光的氮掺杂碳点(N-CDs),用于过氧化氢的检测。该碳点在固体和水溶液中均显示红色的荧光,最大激发波长在530nm。此外,研究了它对pH的响应性以及荧光稳定性。结果表明,碳点的稳定性好,在530nm激发下,pH=3时荧光强度最强。通过TEM对该碳点的形貌、粒径大小、分散性进行了表征;XPS和FTIR表征得到碳点表面的官能团和化学组成。所得碳点用于双草酸酯的化学发光系统,结果证明碳点浓度的不同会导致化学发光颜色的变化。碳点浓度低时,化学发光的颜色呈橙光,而碳点浓度高时,化学发光的颜色呈红光。此外,对双草酸酯和荧光碳点的化学发光体系进一步研究了发光现象并用于检测过氧化氢。