秸秆基石墨烯量子点的制备及对金属离子Fe^(3+)/Ce^(4+)的响应研究

石墨烯量子点(GQDs)是一种零维纳米的石墨烯片,由单个或少量石墨烯晶格构成,具有优异的荧光特性.利用玉米秸秆粉末通过一锅水热法直接制备了高量子产率的石墨烯量子点(GQDs),并将GQDs与滤纸基底复合,制备了发蓝色荧光的GQDs纸带传感器.制备的GQDs平均粒径为2.67nm,具有较高的结晶度、分散性和量子产率(15.63%).Fe^(3+)和Ce^(4+)对合成的GQDs有较强的特异选择性,对GQDs荧光的猝灭率达70%左右.在Fe^(3+)/Ce^(4+)浓度为0.006~1.2mM/0.4~1.4mM时,GQDs对Fe^(3+)/Ce^(4+)的最低检出限分别为0.006mM/0.01mM,线性相关系数(R^(2))分别为0.992和0.985.制备的GQDs纸带传感器在365nm紫外灯下对Fe^(3+)/Ce^(4+)有良好的响应,可以实现对Fe^(3+)/Ce^(4+)的可视化检测,这一进展有望成为方便、快速的Fe^(3+)/Ce^(4+)检测方法.

二甲基羟胺与金属离子氧化还原反应生成胺类产物

用离子色谱仪检测了在常温、稀硝酸溶液中相对过量的二甲基羟胺(DMHAN)与Fe^(3+)、Ce^(4+)和Pu^(4+)反应生成的胺类离子产物。研究表明:DMHAN与Fe^(3+)、Ce^(4+)和Pu^(4+)均可以在酸性条件下生成一定量的胺类离子,包括(CH_(3))_(2)NH_(2)^(+)、NH_(4)^(+)和CH 3NH_(3)^(+)。其反应机理为:DMHAN与Fe^(3+)、Ce^(4+)和Pu^(4+)反应时,因DMHAN中的N原子为-1价,它在酸性溶液中既可以显氧化性又可显还原性,于是部分DMHAN被还原为(CH_(3))_(2)NH_(2)^(+),其中部分(CH_(3))_(2)NH_(2)^(+)又进一步转为CH 3NH_(3)^(+)、NH_(4)^(+)。随着Fe^(3+)、Pu^(4+)和Ce^(4+)的氧化还原电位的增加,DMHAN转变为胺类离子的比例增加;(CH_(3))_(2)NH_(2)^(+)占总胺类离子的比例减小,NH_(4)^(+)占总胺类离子的比例增大。这使得在各反应中生成的NH_(4)^(+)、CH 3NH_(3)^(+)、(CH_(3))_(2)NH_(2)^(+)的比例也有所不同。