[发明专利]利用氮掺杂石墨烯量子点检测三价铁离子的方法

说明书

本发明公开了一种利用氮掺杂石墨烯量子点检测三价铁离子的方法。所述方法先采用固相合成法合成高产量的氮掺杂石墨烯量子点，然后将待测的铁离子溶液加入到氮掺杂石墨烯量子点的水溶液中，检测其荧光强度，通过建立荧光强度与铁离子浓度间的线性关系，确定待测的铁离子浓度。本发明以氮掺杂石墨烯量子点为探针，利用铁离子猝灭氮掺杂石墨烯量子点的特性，对铁离子的浓度进行检测，本发明方法选择性高、灵敏度高、检测限低，可以实现对铁离子的快速灵敏检测。

技术领域

本发明属于金属离子检测技术领域，涉及一种利用氮掺杂石墨烯量子点检测三价铁离子的方法。

背景技术

碳量子点作为碳纳米材料，具有光稳定性好、良好的水溶性、上转换荧光发射、低的生物毒性等优点。因此，在石墨烯量子点的基础上制备出新型、简单、快速、高效的荧光探针，对于甲醇燃料电池、环境金属离子检测、传感器、细胞成像、药物运输等化学及生物领域的应用具有实际应用价值。

铁是维持生命的主要物质，是制造血红素和肌血红素、促进维生素B族代谢的必要物质，在人体健康方面扮演着重要的角色。人体内铁含量过少或者过多都会引起各种疾病，如贫血症，癌症、阿尔茨海默病等，因此研究能用于铁离子检测的化学传感器具有重要意义。

目前铁离子的检测方法主要为紫外光谱法和原子吸收法，然而这些方法大多操作繁琐，耗时长测试费用高。与上述检测方法相比，荧光纳米材料具有检测灵敏度高、选择性好、操作简便的优势。文献1采用西印度醋栗和氨水作为碳源和氮源合成氮掺杂碳点形成荧光探针，用于检测Fe³⁺，可以在2～25μM的浓度范围内对Fe³⁺离子进行敏感和选择性检测，检测限为0.9μM(Atchudan,R.,et al.Highly fluorescent nitrogen-doped carbon dotsderived from Phyllanthus acidus utilized as a fluorescent probe for label-free selective detection of Fe³⁺ions,live cell imaging and fluorescent ink[J].Biosens.Bioelectron,2018,99:303～311)。文献2利用山梅提取物，采用水热碳化合成荧光氮掺杂碳点荧光探针，其检测范围为0～100μM，检出限为0.96μM(Nesakumar,T.etal.Turn-off fluorescence sensor for the detection of ferric ion in waterusing green synthesized N-doped carbon dots and its bio-imaging[J].JPB,2016,158:235～242)。然而，上述基于石墨烯量子点的荧光探针检测铁离子时，通常检测范围较窄。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵敏度高、选择性高、检测范围高、检测限低的利用氮掺杂石墨烯量子点检测三价铁离子的方法。

实现本发明目的的技术方案如下：

利用氮掺杂石墨烯量子点检测三价铁离子的方法，具体步骤如下：

步骤1，氮气气氛下，将氨三乙酸粉末置于聚四氟乙烯衬底的反应釜中，于200～260℃下加热进行固相分解，分解完全后，将产物超声溶于无水乙醇中，离心分离未反应的氨三乙酸和氮掺杂石墨烯量子点，蒸发除去乙醇，将氮掺杂石墨烯量子点溶解在水中，得到氮掺杂石墨烯量子点的水溶液；

步骤2，将待测的铁离子溶液加入到氮掺杂石墨烯量子点的水溶液中，检测其荧光强度，并根据荧光强度与铁离子浓度的线性关系，计算得到待测的铁离子溶液中铁离子的浓度。

优选地，步骤1中，所述的加热时间为2～6h。

优选地，步骤1中，所述的加热温度为250℃。