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碳点(CDs)因其卓越的光学性能和独特的优势而在化学、生物、医学等领域备受关注。本论文以含N聚合物—超支化聚乙烯亚胺(HPEI)为碳源,通过水热法合成了可用于探针、还原剂和稳定剂的多功能碳点(HPEI-CDs)。一方面,基于HPEI-CDs的荧光特性,通过荧光增强效应实现了对镉离子(Cd2+)的高灵敏、高选择性检测;另一方面,基于HPEI-CDs的还原性,原位还原氯金酸制备了高稳定金纳米粒子(AuNPs),并详细探究了HPEI-CDs/AuNPs在化学传感检测和催化中的应用性能。主要研究内容如下:1.以含N的HPEI为碳源,通过一步水热法直接合成了HPEI-CDs,利用FTIR、TEM、XPS、DLS对其进行表征。Cd2+的存在可以使HPEI-CDs探针体系荧光强度增加,基于荧光信号增强效应,可实现对Cd2+的比色荧光检测。研究表明:在Hg2+,Ag+,Ni+,Sr2+,K+,Mn2+,Mg2+,Sr2+,Cu2+,Ba2+,Na+,Pb2+和Cd2+等离子中,仅Cd2+使HPEI-CDs荧光强度增加,即HPEI-CDs对Cd2+的检测具有较高的选择性;在Cd2+浓度为0-9.0×10-4 M范围内,比率荧光与Cd2+浓度显示出较好的线性关系,其线性相关系数为0.9932,最低检测限为0.375μM,即HPEI-CDs对Cd2+的检测具有较高的灵敏度;同时,HPEI-CDs对于自来水中Cd2+的检测,也具有较好的灵敏度与准确度,其加标回收率在101.03%-102.35%之间,可有效监测实际水体中的Cd2+。2.以HPEI-CDs为还原剂和稳定剂,通过原位还原氯金酸反应制备了HPEI-CDs/AuNPs,优化了反应时间、温度对合成HPEI-CDs/AuNPs的影响,其最佳反应时间和温度分别为90 min和90℃。利用TEM、XPS、DLS对HPEI-CDs/AuNPs进行了表征,同时考察了HPEI-CDs/AuNPs的耐热、耐盐以及pH稳定性。研究表明:对比经典柠檬酸钠还原法制备的AuNPs,HPEI-CDs/AuNPs在高温、强酸、强碱或高离子强度等条件下都显示出更好的稳定性。以HPEI-CDs/AuNPs为探针,基于HPEI-CDs的荧光性能和AuNPs的表面等离子体共振性质,通过多重信号响应,实现了对铜离子(Cu2+)和汞离子(Hg2+)的高灵敏和高选择性可视检测,其最低检测限分别为75.6 nM和0.281μM。同时,该探针可以应用于自来水、海水等实际水体中Cu2+和Hg2+的可视检测,其最低检测限分别为138.5 nM,96.7 nM和0.6μM,所得结果相对标准偏差(RSD)较低,加标回收率满意。3.以HPEI-CDs/AuNPs为催化剂,并以对硝基苯酚的催化还原反应为模型,考察了温度、催化剂用量等因素对催化性能的影响,结果表明HPEI-CDs/AuNPs具有较高的催化效率。同时,我们设计合成了具有温敏特性的碳点和AuNPs复合材料,可实现HPEI-CDs/AuNPs的回收分离以及循环利用,对废水中酚类的处理具有较高的应用价值。