荧光碳点的制备及其对汞离子的选择性检测

摘要

鉴于Hg²⁺对环境和人类健康的潜在威胁，开发一种高效、准确的Hg²⁺定量分析法显得尤为重要。荧光检测法因其操作简便、成本低廉而备受青睐。因此，本研究致力探索一种低成本、高灵敏度、良好选择性的荧光碳点检测法。首先利用缩水甘油对聚乙烯亚胺（HPEI）进行改性，然后以柠檬酸和改性聚乙烯亚胺（mPEI）作为核心前驱物，通过优化反应条件，采用一步水热法成功合成了改性聚乙烯亚胺修饰的荧光碳点（mPEI-CDs），荧光量子产率高达25.6%。实验结果显示，mPEI-CDs的荧光猝灭效率（F₀-F）/F₀与Hg²⁺浓度成正相关，且在1～100μmol/L浓度范围内呈现出良好的线性关系，回归方程为y=0.319 35 lgC+1.941 34，相关系数R²=0.996，检出限为0.47μmol/L。这些荧光碳点不仅荧光性能优异，而且在Hg²⁺的检测中表现出较好的选择性和较高的灵敏度，将其应用于海河水中Hg²⁺的检测，即便海河水中存在多种离子，如Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Cl^-、CO₃^2-等，仍可实现对Hg²⁺的高选择性和高灵敏度检测。这一发现为基于荧光碳点（mPEI-CDs）的荧光传感法在Hg²⁺定量分析中的应用奠定坚实基础，同时丰富了Hg²⁺定量分析的技术手段，为环境监测、水质安全保障以及人类健康风险评估提供了有力支持。

关键词

荧光碳点 / 汞离子 / 聚乙烯亚胺 / 定量检测