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微波法制备氮掺杂碳量子点及其在金属离子检测中的应用
摘要：
本文通过微波加热法制备一定尺寸的氮掺杂碳量子点，并在金属离子检测中进行应用。首先通过实验确定了在不同温度下氧化石墨烯产生的石墨烯氧化物对荧光荧光、稳定性等性质的影响，得出了最佳氧化温度。然后，通过微波加热和碱催化反应制备氮掺杂碳量子点，并利用多种技术对其进行了表征。最后，将制备的氮掺杂碳量子点应用于金属离子检测中，通过测试分析了其对几种金属离子的选择性和灵敏度。
关键词：微波加热法；氮掺杂碳量子点；金属离子检测
ABSTRACT：
Inthispaper,nitrogen-dopedcarbonquantumdotswithcertainsizeswerepreparedbymicrowaveheatingmethod,andappliedinthedetectionofmetalions.Firstly,theeffectofgrapheneoxideproducedbyoxidationofgrapheneatdifferenttemperaturesonfluorescence,stabilityandotherpropertieswasdeterminedbyexperiment,andtheoptimaloxidationtemperaturewasobtained.Then,nitrogen-dopedcarbonquantumdotswerepreparedbymicrowaveheatingandalkalicatalysisreaction,andcharacterizedbymultipletechniques.Finally,thepreparednitrogen-dopedcarbonquantumdotswereappliedtothedetectionofmetalions,andtheselectivityandsensitivityofseveralmetalionswereanalyzedthroughtesting.
Keywords:microwaveheatingmethod,nitrogen-dopedcarbonquantumdots,metaliondetection.
1.引言
氮掺杂碳量子点（NCQDs）是一类尺寸在10纳米以下的新型纳米发光材料，其蓝光荧光、较高的量子产率、极化性等特性使其在生物医学、光电子学、催化等领域有着广泛的应用前景。在这个过程中，制备过程如何控制碳量子点的尺寸、发光性质和氮掺杂状态，以及NCQDs在各个领域的应用等仍然是一个热点和难点。
2.针对氮掺杂碳量子点制备的研究
2.1石墨烯-氧化石墨烯-氮掺杂碳量子点
石墨烯是碳材料的一种新领域，具有广泛的应用前景，许多实验表明，在石墨烯上磁光效应已经得到了实验证人。石墨烯-氧化石墨烯-氮掺杂碳量子点与传统的碳量子点制备方法相似，最主要的区别在于在碳量子点表面导入氮原子。在石墨烯表面有官能基的氧化石墨烯通过高温石墨化可以制备氮掺杂碳量子点，大大提高氮掺杂碳量子点的荧光强度和稳定性。氮掺杂碳量子点荧光光谱波长范围较宽，在深性和浅性应用方面具有特殊的优势。氮掺杂碳量子点的发光波长随掺杂氮原子的不同而不同，为荧光半导体的研究提供了新的方向。
2.2微波加热法制备氮掺杂碳量子点
随着碳量子点研究的深入，化学还原法和水热法制备氮掺杂碳量子点的方法已经有所了解。由于这些方法的相对复杂和工艺流程繁琐，仍有不少局限性。为了得到质量入室的纳米碳量子点，在制备中更加简化，我采用微波加热法实现了一个快速、低成本的方法。
2.3氮掺杂碳量子点在金属离子检测中的应用
作为一种新型纳米发光材料，氮掺杂碳量子点具有优异的背景信号、较低的荧光量子产率、高的稳定性和灵敏度，其灵敏度和选择性已成为当前金属离子检测的一个热点。利用制备的氮掺杂碳量子点在对几种金属离子的选择性和灵敏度进行了测试，并发现其在金属离子检测中的应用有着潜在的优势。
3.结论
本文使用微波加热法制备了一定尺寸的氮掺杂碳量子点，并在金属离子检测中进行了应用。通过对氮掺杂碳量子点的多种表征技术分析，发现其具有优异的背景信号、较低的荧光量子产率、高的稳定性和灵敏度。在对几种金属离子的选择性和灵敏度测试中，其应用在金属离子检测中具有潜在的优势。未来，还需要对其在更多的领域中的应用进行更加深入和广泛的研究。