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量子点是一种三维受限的半导体纳米晶,由少量的原子构成,有时也被称为“人造原子”,其内部电子在各个方向的运动都受到局限,所以其量子限域效应特别明显,其独特的物理、光化学性质使其拥有广泛的应用领域,其特殊而优良的荧光性质使得它在生物学、测定离子等方面有广阔的应用,研究的领域涉及物理、化学、生命科学等多学科,是一种很有发展潜力的新型材料。尤其在环境科学研究方面,为污染物的检测及元素的分析研究提供了强有力的技术支持。其中,又较多的以研究量子点CdE(E=S,Se,Te)及合成以CdE为核的核壳型量子点为研究热点。与在有机相中合成量子点相比,在水相中合成量子点的方法简便、温和、环保、成本低廉,量子点产物有较高的稳定性和量子荧光产率。基于此,本研究论文的主要工作是以CdSe量子点为基础合成水溶性的量子点,并主要从三个方面探讨和研究:(1)在水溶液中制备合成CdSe量子点。制备水溶性CdSe量子点分为制备前躯体和制备CdSe两步进行,在制备前躯体时,针对用亚硫酸钠还原单质Se粉时,反应需要较长的时间,本文提出采用以Se粉与还原剂KBH4反应制备KHSe前躯体溶液,大概需要半小时,时间大大缩短;在制备CdSe量子点时,用无机氯化镉提供镉源,以L-半胱氨酸进行修饰。该种制备CdSe量子点的方法简单、操作容易,产物CdSe量子点的荧光性质良好,分散性较好。采用原子荧光、紫外吸收、透射电镜等手段对CdSe量子点进行了表征。但需要特别注意的是,在制备CdSe量子点溶液以及制备前躯体时,需要严格的将反应控制在无氧条件下进行,否则存在的氧气会氧化CdSe、氧化前躯体,影响实验结果。(2)CdSe/CdS核/壳型量子点的制备。在制备的CdSe量子点的基础上,再合成新型的CdSe/CdS核/壳型量子点。CdSe/CdS核壳量子点比单核CdSe量子点稳定,荧光强度也优于单核量子点。通过原子荧光谱、紫外吸收光谱、透射电镜等几种方式对CdSe/CdS核壳量子点进行表征。本实验制备的CdSe/CdS核壳量子点的粒径约为6nm,比单核CdSe量子点的粒径稍大,且与单核CdSe量子点相比紫外吸收峰、荧光发射峰均发生了红移。(3)CdSe/CdS核/壳型量子点用于测定痕量Hg2+离子。用上述合成的CdSe/CdS核壳量子点作为荧光探针用于金属汞离子的测定,测定结果表现为量子点荧光猝灭,建立了荧光猝灭测定痕量Hg2+离子的新方法,并阐述了量子点荧光猝灭的机理。用此种方法测定痕量Hg2+离子时,当离子浓度在1.0×10-6-2.5×10-7mol/L时,Hg2+离子的浓度与体系的相对荧光强度(F0/F)有良好的线性关系,线性方程为F0/F= -1.55+0.875c(c的单位:mol/L),线性相关系数r为0.9982,检出限是5.1×10-8mol/L,约为0.1μg/L。本实验为定量测定Hg2+离子提供了一种新的方法,与其他测定汞离子的方法相比,该种方法简单、快速、实验成本低、灵敏度较高,所需的仪器一般实验室都有配置,不需要使用大型的、昂贵的仪器设备。但是由于实验条件有限,实验中只对人工模拟水样中的Hg2+离子进行了测定,没有用于实际样品的测定,还有待进一步的研究。