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碳量子点(CQDs)作为21世纪最有应用潜能的荧光纳米材料之一,具有发射峰可调,荧光稳定,无光闪烁等独特的光学特性和量子特性,其已成功应用于多个领域,如环境检测、活体成像、生物探针以及光电器件等。目前,关于碳量子点的研究偏重于活体或细胞成像以及催化领域。虽然碳量子点所参与的化学发光体系研究已成为研究热点,但机理研究方兴未艾。本文的研究是采用操作简易的方法合成碳量子点,构建新的化学发光体系,在对其发光机理研究的基础上,实现小分子化合物方面的检测应用。全文主要内容包括以下三个部分:(1)借鉴文献方法合成CQDs,后利用紫外—可见吸收分光光度计、荧光分光光度计、透射电子显微镜和纳米粒度仪对其形态学、光学及粒径大小进行了表征,并将其应用于下述新化学发光体系的构建。(2)采用上述筛选出的简便快捷方法所合成的CQDs加入到KMnO4—半胱氨酸碱性体系中,发现体系强度增强约170倍,由此构建KMnO4—CQD—半胱氨酸化学发光碱性体系,并实现对半胱氨酸含量的检测,检出限达2×10-7mol L-1,线性范围为3.0×10-76.0×10-6mol L-1,并采用紫外、荧光、化学发光、除氧试验、自由基捕获试验等一系列实验手段对体系的发光机理进行了研究,探讨了相关的化学发光机理。(3)笔者描述了一种基于碳量子点和亚硫酸盐体系构建了测定溴酸盐的化学发光新方法。当往碳量子点和亚硫酸盐混合溶液中注射溴酸盐溶液时,化学发光强度明显增强(峰最大发射波长位于490nm)。在0.310μmol L-1溴酸根浓度与其化学发光强度呈线性增强,检出限为0.1μmol L-1(S/N=3)。基于机理的实验结果,该体系的化学发光机理是:酸性介质中CQDs、溴酸盐和亚硫酸盐三者间发生了氧化还原反应,从而导致空穴注入型和电子注入型的CQDs形成,随后CQDs的空穴—电子对复合辐射出光。该机制推理与之前假设的从SO2*到CQDs的能量转移之说不同。虽然该方法测定溴酸盐可能会受亚硝酸盐的干扰,但可通过添加氨基磺酸来消除其影响。因此,该检测方法非常灵敏,是测定致癌物质溴酸盐的新方法之一。