基于氮化碳纳米粒子荧光检测金离子

doi:10.7503/cjcu20160401

高等学校化学学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (9): 1611.doi: 10.7503/cjcu20160401

基于氮化碳纳米粒子荧光检测金离子

庄欠粉¹, 曹伟¹, 吴琦¹, 倪永年^1,²()

1. 南昌大学化学学院, 南昌 330031
2. 南昌大学食品科学与技术国家重点实验室, 南昌 330047

收稿日期:2016-06-06 出版日期:2016-09-10 发布日期:2016-08-23
作者简介:联系人简介: 倪永年, 男, 教授, 博士生导师, 主要从事分析化学、化学计量学和生命分析化学方面的研究. E-mail:ynni@ncu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 21305061)和江西省自然科学基金(批准号: 20151BAB213014, 20151BAB203021)资助

Fluorescence Detection of Au(Ⅲ) Based on Carbon Nitride Nanoparticles^†

ZHUANG Qianfen¹, CAO Wei¹, WU Qi¹, NI Yongnian^1,^2,^*()

1. College of Chemistry, Nanchang University, Nanchang 330031, China
2. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Nanchang University, Nanchang 330047, China

Received:2016-06-06 Online:2016-09-10 Published:2016-08-23
Contact: NI Yongnian E-mail:ynni@ncu.edu.cn
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(No.21305061) and the Natural Science Foundation of Jiangxi Province, China(Nos.20151BAB213014, 20151BAB203021)

摘要/Abstract

摘要：

基于金离子[Au(Ⅲ)] 对氮化碳纳米粒子的荧光具有很强的猝灭作用, 构建了一种检测Au(Ⅲ)的荧光传感器. 实验结果表明, 该传感体系检测Au(Ⅲ)的线性范围为0.050~11.0 μmol/L, 检出限(S/N=3) 为22.6 nmol/L. 此外, 该传感器对Au(Ⅲ)的检测具有高选择性, 可用于湖水中Au(Ⅲ)的检测.

关键词: 氮化碳, 金离子, 三聚氰胺, 荧光传感器

Abstract:

A fluorescence sensor for Au(III) detection was constructed on the basis of the fluorescence quenching of carbon nitride nanoparticles by Au(Ⅲ). The experimental results displayed that the Au(Ⅲ) sensor gave a linear range of 0.05—11.0 μmol/L with a detection limit(S/N=3) of 22.6 nmol/L. Moreover, the fluorescence sensor possessed a high selectivity for Au(Ⅲ) detection, and could be applied for Au(Ⅲ) detection in lake samples.

Key words: Carbon nitride, Au(Ⅲ) ion, Melamine, Fluorescence sensor

中图分类号:

O657

TrendMD:

庄欠粉, 曹伟, 吴琦, 倪永年. 基于氮化碳纳米粒子荧光检测金离子. 高等学校化学学报, 2016, 37(9): 1611.

ZHUANG Qianfen, CAO Wei, WU Qi, NI Yongnian. Fluorescence Detection of Au(Ⅲ) Based on Carbon Nitride Nanoparticles^†. Chem. J. Chinese Universities, 2016, 37(9): 1611.

图/表 7

Scheme 1 Fluorescent detection of Au3+ ions based on fluorescent carbon nitride nanoparticles

Fig.1 TEM image(A) and FTIR spectrum(B) of carbon nitride nanoparticles

Fig.2 Fluorescence emission spectra of carbon nitride nanoparticles with varying excitation(A) and UV-Vis absorption(a), fluorescence excitation(b) and emission(c) spectra of carbon nitride nanoparticles(B) Inset of (B): photograph of carbon nitride nanoparticles under UV light irradiation at 365 nm.

Fig.3 Fluorescence response of carbon nitride nanoparticles in the presence of different concentrations of Au(Ⅲ)(A) and plot of F/F0 vs. Au(Ⅲ) concentrations(B) (A) Concentrations of Au(Ⅲ) from top to bottom/(μmol·L-1): 0, 0.001, 0.005, 0.010, 0.025, 0.050, 0.10, 0.25, 0.50, 0.75, 1.00, 2.00, 3.00, 4.00, 5.00, 6.00, 7.00, 8.00, 9.00, 10.0, 11.0, 12.0, 13.0, 14.0. Inset of (B): linear relationship between F/F0 and Au(Ⅲ) concentrations in the range of 0.050 to 11.0 μmol/L. The error bar represents average value plus or minus one standard deviation for three measurements.

Tabel 1 Comparison of detection of Au(Ⅲ) with various fluorescence probes

Fluorescent probe	Linear range/(μmol·L^-1)	LOD/(μmol·L^-1)	Ref.
N,S-GQDs	0.10—50	0.05	[16]
Aryl alkyne compound	0.10—0.50	0.32	[18]
4-Propargylamino-1,8-naphthalimide	0.00—60	8.44	[19]
Thioamide-phenyl-substituted alkynes	0.50—15	0.39	[20]
GO-PVA	0.70—300	0.70	[21]
CTPA-modified silica nanoparticles	0.50—100	0.023	[22]
Carbon nitride nanoparticles	0.05—11.0	0.0226	This work

Fig.4 Selectivity of the sensor based on fluorescence of graphitic carbon nitride for Au(Ⅲ) detection a. Blank; b. Au3+; c. Fe3+; d. Al3+; e. Cr3+; f. Co2+; g. Ni2+; h. Pb2+; i. Cd2+; j. Mn2+; k. Ce2+; h. Cu2+; m. Mg2+; n. Ba2+; o. Fe2+; p. Ag+; q. Na+. Concentration of metal ions is 10.0 μmol/L. The error bar represents average value±standard deviation(n=3).

Table 2 Detection of Au(Ⅲ) spiked in lake samples(n=3)

Sample	Added/(μmol·L^-1)	Found^a/(μmol·L^-1)	Average recovery^b(%)
1	1.00	1.07±0.03	107
2	2.00	1.86±0.06	93
3	4.00	3.71±0.03	93

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