量子点荧光复合薄膜的制备与性能研究

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环境污染问题日益严峻,严重影响了人类的生存和健康。针对环境污染物的快速、灵敏的检测方法引起了人们的关注。其中量子点(QDs)由于其独特的荧光性能,广泛应用于物质检测领域。用于物质检测领域的量子点通常分散在溶剂中,量子点溶液探针具有优异的检测灵敏性,但是存在携带不便、难以从检测环境中分离等不足,限制了其应用。而目前研究的量子点复合薄膜存在检测灵敏度低、稳定性差等问题。因此,研制一类稳定性好、灵敏度高的量子点薄膜检测材料具有重要的研究意义和应用价值。本文基于静电纺丝技术和浸涂技术,制备了稳定、灵敏、便携的量子点荧光复合薄膜,并详细探究其荧光性能和检测性能。主要研究内容如下:(1)采用支化聚乙烯亚胺(PEI)为表面修饰剂,通过配体交换对QDs改性,制备了表面富有氨基的QDs-PEI。以尼龙6(PA6)为基体,以QDs-PEI为荧光功能粒子,利用静电纺丝技术制备QDs-PEI/PA6荧光纳米纤维复合材料。通过改变纺丝液中量子点的含量,调控复合薄膜的荧光性能。荧光发射光谱表明,复合薄膜对2,4,6-三硝基苯酚(TNP)具有检测性能,可视检测限达到100ng/mL,在TNP浓度为50-100 ng/mL范围内,QDs-PEI/PA6薄膜可实现对TNP的灵敏定量检测。(2)通过静电纺丝技术制备PA6纳米纤维膜。采用浸涂法,将有机相合成的QDs结合到纳米纤维表面,制备了PA6@QDs荧光复合薄膜。通过荧光发射光谱分析复合薄膜的荧光性能和对金属离子的荧光响应,结果表明薄膜具有稳定的荧光性能,铜离子对薄膜的荧光具有淬灭作用,可视检测限可达到80μM。在10-150μM范围内,可以根据拟合直线实现对Cu2+的定量检测。(3)通过静电纺丝技术,以CdSe/CdxZn1-xS量子点(QDsg)与PVDF为原料,制备了QDsg/PVDF荧光纳米纤维膜。采用浸涂法,将有机相合成的CdSe/CdS/ZnS核壳量子点(QDsr)结合到荧光纳米纤维表面,制备(QDsg/PVDF)@QDsr双荧光复合薄膜。荧光发射光谱表明,复合薄膜在Cu2+检测中表现出优异的灵敏性,Cu2+的可视检测限为30μM,在10-100μM范围内,可以根据拟合直线实现对Cu2+的定量检测。
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