[发明专利]一种基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法

说明书

技术领域

本发明属于铜离子检测技术领域，尤其涉及一种基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法。

背景技术

在过去几十年的时间里，由于半导体纳米粒子(QDs)具有窄的发射光谱、连续的吸收光谱、量子尺寸效应、较强的荧光性质以及完美的抗光漂白性等独特的光学和电学性质，因而得到广泛的关注。而这些性质又主要源于量子点比较大的比表面积以及量子限域效应。量子点在生物以及医药上已经表现出了很大的应用前景，它可以用于传感器、探针、光学成像、细胞分离以及进行疾病的诊断等。同其它的量子点相比，CdS QDs具有更大的带隙能谱以及更小的波尔半径，这使得CdS QDs成为了一种重要的半导体纳米粒子，研究者也将其作为一种重要的量子点材料考察其应用并对其进行研究。因为掺杂材料对量子点的光学以及光催化性能都有影响，因此研究者们对应用过渡金属元素例如锰、铜以及镧系元素对CdS QDs进行掺杂也进行了大量的研究。一些对CdS QDs进行掺杂的文献中指出，对CdS QDs半导体纳米粒子掺杂后，对其物理性质尤其是对其在纳米领域的应用的探究是非常重要的。随着人类活动的日益频繁，大量的化学物质(包括重金属离子)被释放到环境中。而很多的重金属离子对生物以及生态系统都有一定的毒性。因此，环境中存在的重金属离子(如Cu²⁺，Hg²⁺，Pb²⁺，Zn²⁺，Ni²⁺，Co²⁺等)引起了人们极大的关注。Cu是自然界存在的生物体必需的痕量金属元素，Cu²⁺对人类的危害同其他的金属离子相比相对较低。但是对某些微生物而言，当Cu²⁺的浓度很低时对其也有一定的危害。缺乏或者Cu²⁺过量都会引起一些与铜有关的疾病。基于铜的这些性质，研究者们提出了大量的方法来有效的测定铜的含量。到目前为止，已有测定铜含量的方法包括电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)、原子吸收光谱法(AAS)和紫外可见分光光度法(UV-vis)、溶出伏安法和色谱法等，尽管这些方法在较宽的浓度范围内检测，并能得到较好的检测限、选择性和较高的灵敏度，但ICP-AES和AAS法和色谱法均需要较昂贵的仪器，且色谱法所用溶剂较多，运行成本偏高；UV-vis法需要显色，操作繁琐；溶出伏安法的重现性相对较差。而荧光传感器方法具有简单、高灵敏度以及快速的优点，因此在近来得到了广泛的应用。

综上所述，已有测定铜含量的方法存在使用成本较高、操作繁琐、所用溶剂较多和重现性较差的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法，旨在解决已有的测定铜含量的方法存在使用成本较高、操作繁琐、所用溶剂较多和重现性较差的问题。

本发明是这样实现的，一种基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法，所述基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法包括将0.7mLNaCl溶液，2.6mL自合成的NAC-Mn²⁺:CdS QDs溶液，3.4mL pH为7.4的Na₂HPO₄-柠檬酸缓冲溶液以及不同体积0.16mM的铜离子或者其他金属离子溶液依次加入10mL的比色管中，并用超纯水定容；

所述NaCl溶液浓度为100mM，以控制测定体系的离子强度在一定的程度；

所述Na₂HPO₄-柠檬酸缓冲溶液浓度为68mM，以控制该缓冲溶液体系具有足够的缓冲能力；

所述NAC-Mn²⁺:CdS QDs溶液浓度为9.62×10^-5M，以控制具有最大检测灵敏度。

进一步，所述超纯水定容后需要进行：

摇匀在室温下静置；在λ_ex＝350nm时测定其荧光强度。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法检测的含有Cu²⁺的河水。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法检测的含有Cu²⁺的湖水。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述基于锰掺杂硫化镉量子点检测铜离子的方法检测的含有Cu²⁺的自来水。