[发明专利]一种功能化修饰碳量子点的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种功能化修饰碳量子点的制备方法及应用，属于纳米材料、金属有机配合物与电化学检测技术领域。具体是基于功能化修饰碳量子点N/CDs/Cu(II)‑CN/Cu制备电化学传感器，用于检测甲基汞。步骤包括制备三聚氰氯基配体CN‑NA、采用电化学沉积的方法制备配合物复合材料Cu(II)‑CN‑NA/Cu和碳量子点复合材料N/CDs/Cu(II)‑CN/Cu、构建N/CDs/Cu(II)‑CN/Cu电化学传感器。由于功能化修饰碳量子点具有大的比表面积和更多的活性位点、优异的吸附性能，制备的化学传感器，具有检测甲基汞灵敏度高、检测限低、稳定性高，易操作等优势。

技术领域

本发明涉及一种功能化修饰碳量子点的制备方法及应用，属于纳米材料、金属有机配合物与电化学检测技术领域。

背景技术

碳量子点是继碳纳米管、石墨烯之后的一种新型碳纳米材料，是典型的零维纳米材料。绝大多数碳量子点为近似球形结构，以石墨、涡轮层碳、石墨烯或氧化石墨烯薄层等结构为核心。如今大量学者关注碳量子点，功能化修饰成为研究碳量子点的一个主要方向，用特异性识别分子如生物分子、有机及无机分子等对碳量子点表面进行功能化修饰，可以实现它在金属离子检测、生物分子检测、有机小分子检测、pH传感、癌细胞定位、细菌检测等多方面的应用。

电化学沉积法是一种低温制备膜材料的方法。1840年，金属电化学沉积已出现银和金的镀覆专利，随着科学技术的不断发展和深入，电化学沉积的研究领域也再不断拓宽和扩展，如今已迅速地发展成为具有重大工业意义的技术。电化学沉积法是将含有所需要的生长元素的溶液作为电解液，所需要沉积的基底作为阳极，惰性耐腐蚀材料作为阴极，在外加电场的作用下，阴阳离子在电极附近发生化学反应并形成沉淀的过程。因为操作简单,工艺成本低廉,室温下即可操作等优点,电化学沉积在制备纳米材料和纳米微加工技术中有着广阔的应用前景，迄今为止,用电沉积方法制备了很多纳米结构材料，如Cu/Ni、Cu/Ag、Co-Ni-Cu/Cu等。另外，电化学沉积还能够应用于制备复合镀层，能够提高材料的耐磨、耐腐蚀性和强度。

发明内容

本发明的技术任务之一是为了弥补现有技术的不足，提供一种功能化修饰碳量子点的制备方法，该方法所用原料成本低，制备工艺简单，反应能耗低，具有工业应用前景。

本发明的技术任务之二是提供所述功能化修饰碳量子点的用途，即将功能化修饰碳量子点用于检测甲基汞，具有良好的电化学活性和稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

1.一种功能化修饰碳量子点的制备方法，步骤如下：

(1)制备三聚氰氯基配体CN-NA

将13.9-17.6g 6-氨基-2-萘酸加入到150mL水，加入4.7-6.2g氢氧化钠，7.1-10.4g碳酸氢钠，室温搅拌5-10min；

将3.2-4.2g三聚氰氯溶解于50mL乙醇，制得三聚氰氯的乙醇溶液；

将两种溶液混合，升温至100℃，保温搅拌过夜，用盐酸调节pH值至2-3，过滤后，用蒸馏水洗涤3次，60℃干燥后得到三聚氰氯基配体CN-NA粉末，产率87-90％；

所述三聚氰氯基配体CN-NA，构造式如下：

(2)制备配合物复合材料Cu(II)-CN-NA/Cu

将泡沫铜依次在超纯水、稀盐酸、超纯水和乙醇中超声清洗，室温晾干后备用；

采用三电极体系，以泡沫铜为工作电极，铂片为对电极，Hg/HgO电极为参比电极，在10mL、质量分数为0.5-1.5％三聚氰氯基配体CN-NA的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，采用恒电位沉积，沉积8-12min后，将工作电极用超纯水洗涤、室温干燥，得到配合物复合材料Cu(II)-CN-NA/Cu；