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N-doped carbon quantum dots as fluorescent probes for highly selective and sensitive detection of Fe^3+ ions

Particuology 2018年第6期16卷 94-100页

作者： Xiangyi Deng Yali Feng Haoran Li Zhuwei Du Qing Teng Hongjun Wang School of Civil and Resource Engineering University of Science and Technology Beijing Beijing 100083China State Key Laboratory of Biochemical Engineering Institute of Process Engineering Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China

To investigate the effect of nitrogen on the photoluminescence properties of carbon quantum dots (CO Ds), N-doped carbon quantum dots (N-CQDs)were synthesized by one-step hydrothermal treatment using biomass tar as the carbon precursor.As an inevitable organic pollutant,the unsaturated bonds in biomass tar,such as carboxylic acids,aldehydes,and aromatics,are favorable for formation of the graphitic carbon lattice.The obtained N-CQDs are spherical with an average particle size of 2.64nm and the crystal lattice spacing is 0.25nm,corresponding to the (100)facet of graphitic carbon.The N-CQDs emit bright blue photoluminescence under 365nm ultraviolet light,and they have excellent water solubility and stability with a high quantum yield of 26.1%.Coordination between the functional groups on the N-CQD surface and Fe^3+ ions is promoted because of the improved electronic properties and surface chemical reactivity caused by N atoms,leading to a significant fluorescence quenching effect of the N-CQDs in the presence of Fe^3+ions with high selectivity and sensitivity.There is a linear relationship between In (Fo/F)and the Fe^3+ concentration in the N-CQD concentration range 0.06-1400μmol/L with a detection limit of 60nmol/L, showing that the N-CQ.Ds have great potential as a fluorescent probe for Fe^3+detection.

关键词： N-doped carbon quantum dots Fe^3+ion detection Fluorescence quenching biomasstar

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