[发明专利]一种硫化镉量子点的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种可以用于检测Cu²⁺、Hg²⁺和Mg²⁺的硫化镉量子点的制备方法及应用。该硫化镉量子点由CdCl₂·2.5H₂O、硫脲和Na₂S·9H₂O采用特定的方法常温下制备得到，具有良好的选择性和灵敏度，已分别成功应用于水和饮品中Cu²⁺、Hg²⁺和Mg²⁺的检测，Cu²⁺、Hg²⁺和Mg²⁺的检出限分别为0.22、5.8和1.6ng mL^‑1。本发明所提供的高效荧光传感器可用于检测水和饮品中的Cu²⁺、Hg²⁺和Mg²⁺，具有极大的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及量子点的制备和应用领域，具体涉及一种可以同时用于检测Cu²⁺、Hg²⁺和Mg²⁺的硫化镉量子点的制备方法及应用。

背景技术

铜、汞和镁在冶金，化工，建材等领域有着很广泛的应用，但是也会不可避免地造成重金属危害。其中，危害最大的是汞，汞作为最严重的重金属污染物之一，一旦通过皮肤或呼吸道被吸收，就会对人体的中枢神经系统、消化系统和肾脏等造成威胁。铜虽是人体不可缺少的金属元素之一，但是血液中铜过多，会导致白血病、淋巴瘤、肝腹水、肝硬化等疾病。镁离子是细胞中最丰富的二价阳离子之一，在酶驱动的生化反应、细胞增殖和稳定DNA构象中发挥重要作用，但镁过量会引起胃痛、呕吐、水泻、虚脱等中毒症状。因此，如何实现实际样品中微量Cu²⁺、Hg²⁺和Mg²⁺的高效、灵敏测定是特别重要的研究课题。

一般检测金属离子的方法有：原子吸收光谱法，原子发射光谱法，电感耦合离子体质谱法等。然而，这些方法需要复杂的样品处理，仪器成本较高，耗时长。

另外，荧光分析法因其快速、简单、灵敏、选择性好和成本低等优点，引起了分析科学家的兴趣。在荧光分析法中，探针的选择是分析过程中一个关键的因素，作为一种半导体纳米材料，硫化镉量子点在分析检测、生物成像、免疫分析和光催化等领域具有广泛的应用。在过去十多年里，量子点发展比较迅速，硫化镉量子点合成方法也在不断丰富，根据合成方法的不同，一般可以分为有机相合成法和水相合成法两种。量子点的水相合成与许多其他有机溶剂相比，具有以下优点：(1)合成过程中水溶性配体的易功能化在量子点表面使得量子点的水溶性较好，适用于生物应用；(2)使用低毒的有机小分子，并降低反应温度，这有利于规模化生产。因此，量子点的水相合成已成为常规有机相合成方法的替代方法。

但是现有的量子点的水相合成一般是采用水热合成的方式进行合成，反应温度较高且对反应条件要求苛刻，生产成本较高，且制备得到的硫化镉量子点往往仅能用于一种金属离子的检测，且检测灵敏度也较低。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种硫化镉量子点及其制备方法，该硫化镉量子点可以用于检测Cu²⁺、Hg²⁺和Mg²⁺三种离子，且检出限低。

本发明的目的之一在于提供一种硫化镉量子点，所述硫化镉量子点由CdCl₂·2.5H₂O、硫脲和Na₂S·9H₂O制备得到，其最大紫外吸收波长在350～400nm处，UV照射下产生黄色荧光。

本发明的目的之二在于提供上述硫化镉量子点的制备方法，包括以下步骤：制备含有CdCl₂和硫脲的Cd/硫脲前体液；将Cd/硫脲前体液与稳定剂混合并调节pH至碱性；向调节至碱性的混合溶液中添加Na₂S，混合，即得。