鄧敏，葉滿萍，姜欣

（中國(guó)計(jì)量大學(xué) 光學(xué)與電子科技學(xué)院，杭州 310018）

0 引言

在部分工業(yè)生產(chǎn)中有機(jī)溶劑內(nèi)的水是需要去除的雜質(zhì)，它的存在將影響反應(yīng)的效率、產(chǎn)率和催化劑效果［1］，例如，在濕敏化學(xué)反應(yīng)過(guò)程（如格氏反應(yīng)）中必須嚴(yán)格控制水含量，不然輕則影響反應(yīng)效果，重則危及實(shí)驗(yàn)室安全［2］。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法卡爾·費(fèi)歇爾滴定法由于需要專業(yè)的儀器和操作人員、使用有毒試劑、不能實(shí)時(shí)快速檢測(cè)等無(wú)法被廣泛推行［3］。為此，尋求一種綠色環(huán)保、靈敏簡(jiǎn)便、成本低的方法來(lái)快速測(cè)定有機(jī)溶劑中的水含量具有重要意義。熒光傳感以其選擇性強(qiáng)、靈敏度高、可快速無(wú)損檢測(cè)和實(shí)時(shí)檢測(cè)等特點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。在過(guò)去十年中，研究者們相繼開發(fā)了各種熒光探針用于檢測(cè)有機(jī)溶劑中的水，包括有機(jī)熒光染料［4］、熒光共軛聚合物［5］、金屬有機(jī)框架［6］、共價(jià)有機(jī)框架［7］、發(fā)光納米銅簇［8］等，但這些材料的毒性以及復(fù)雜耗時(shí)的合成路徑限制了它們的廣泛應(yīng)用。

碳點(diǎn)（Carbon Dots，CDs）是一種尺寸介于1 到10 nm 之間的光致發(fā)光零維碳納米材料，與傳統(tǒng)的熒光材料量子點(diǎn)和有機(jī)染料相比，CDs 具有生物相容性好、毒性低、易于表面功能化、光熱穩(wěn)定性強(qiáng)、耐光漂白等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于細(xì)胞成像與藥載、離子［9］或小分子檢測(cè)［10］、環(huán)境傳感、防偽［11］、光催化［12］和照明［13］等領(lǐng)域。近幾年CDs 的合成方法和碳源的選取都在朝著綠色環(huán)保、可再生的方向靠攏，CDs 已成為能夠快速簡(jiǎn)易合成的光致發(fā)光材料。目前CDs 的發(fā)光機(jī)制尚不明確，碳核態(tài)、表面態(tài)和分子態(tài)是三種被普遍認(rèn)可的機(jī)理［14］。由于CDs 的發(fā)光易受溶劑影響，近五年陸續(xù)有研究者利用CDs快速測(cè)定有機(jī)溶劑中的水含量。WEI Jianfei等使用檸檬酸鈉、尿素和氯化鈷作為前驅(qū)體，甲苯作為溶劑，通過(guò)溶劑熱法制備黃色熒光CDs，隨著水含量的增加CDs 的熒光強(qiáng)度降低，根據(jù)熒光強(qiáng)度變化實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)乙醇、四氫呋喃和1，4-二惡烷中的痕量水，檢測(cè)范圍為0.01%～10%，檢測(cè)限（Limit of Detection，LOD）低至0.01%［15］。MU Xiaowei 等使用中性紅和酒石酸通過(guò)水熱法得到紅色熒光CDs，基于熒光強(qiáng)度變化在含水量1.2%～35%范圍內(nèi)定量檢測(cè)二甲基甲酰胺（Dimethylformamide，DMF）中的水，LOD 為0.36%；由于CDs 具有明顯的溶劑化效應(yīng)，將CDs 制備成紙基傳感器，利用視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)對(duì)試紙條的熒光顏色進(jìn)行識(shí)別，在0%～100%范圍內(nèi)定量檢測(cè)DMF 中的水含量［16］。研究者們常利用CDs 的熒光強(qiáng)度、發(fā)射峰位和裸眼可見(jiàn)的顏色變化中的一點(diǎn)或兩點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)有機(jī)溶劑內(nèi)水含量的定量檢測(cè)，但是往往檢測(cè)范圍較窄，還需要進(jìn)一步優(yōu)化［15-21］。為了解決上述問(wèn)題，本文制備了一種綠色熒光CDs，發(fā)現(xiàn)CDs 在不同溶劑中具有不同的發(fā)光特性，利用CDs 的熒光強(qiáng)度、發(fā)射峰位以及熒光壽命三者隨體系內(nèi)含水量的增加產(chǎn)生的變化來(lái)檢測(cè)有機(jī)溶劑中的水。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 化學(xué)藥品和試劑

檸檬酸（99.5%）、尿素（99.0%）、甲醇（Methanol，99.9%）、乙醇（Ethanol，99.7%）、乙二醇（Ethylene glycol，EG，99.0%）、二甲基甲酰胺（Dimethylformamide，DMF，99.9%）、乙酸乙酯（Ethyl acetate，99.5%）、二氯甲烷（Dichloromethane，DCM，99.5%）均購(gòu)自上海麥克林生化科技股份有限公司。所有使用的試劑和溶劑無(wú)需進(jìn)一步純化處理，實(shí)驗(yàn)所用超純水通過(guò)超純水系統(tǒng)（Heal Force，上海）凈化。

1.2 CDs 的制備

以檸檬酸和尿素為前驅(qū)體通過(guò)水熱法制備綠色熒光CDs，具體操作為：稱取0.288 g 檸檬酸和0.600 g 尿素（摩爾比為0.15）于50 mL 燒杯中，加入30 mL 水后攪拌、超聲得到均勻混合溶液。將燒杯放入真空干燥箱在200 ℃條件下加熱3.5 h 后取出，冷卻至室溫得到黑色固體。加入乙醇重溶固體，在28 kHz 條件下超聲20 min，隨后在10 000 r/min 條件下離心20 min 去除大顆粒和不溶性雜質(zhì)。取上清液過(guò)0.22 μm 過(guò)濾器，獲得CDs 的乙醇溶液，溶液4 ℃避光保存。

1.3 CDs 的表征

透射電子顯微鏡（Transmission Electron Microscope，TEM）及高分辨率透射電子顯微鏡（High Resolution Transmission Electron Microscope，HRTEM）圖像使用場(chǎng)發(fā)射透射電子顯微鏡Tecnai G2 F20，（FEI，美國(guó)）獲得。紫外可見(jiàn)吸收光譜使用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)TU-1901（北京普析，中國(guó)）獲得，掃描范圍為200～700 nm。激發(fā)和發(fā)射光譜使用熒光分光光度計(jì)F-2700（Hitachi，日本）獲得，激發(fā)和發(fā)射狹縫寬度為5 nm，光電倍增管（Photomultiplier Tube，PMT）電壓為400 V。熒光壽命使用時(shí)間分辨熒光光譜儀Tempro-01（Horiba，英國(guó)）獲得，受儀器條件限制選用407 nm 脈沖發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode，LED），設(shè)光子數(shù)為3 000。

1.4 不同溶劑中CDs 的檢測(cè)

取CDs 的乙醇溶液于5 mL 試管中，待風(fēng)干后加入不同的溶劑（包括水、甲醇、乙醇、EG、DMF、乙酸乙酯、DCM）重溶，使體系內(nèi)CDs 的終濃度為32.0 μg/mL。受儀器條件限制，選用395 nm 紫外燈照射得到不同溶劑中CDs 的熒光圖片，選用407 nm 脈沖LED 測(cè)得CDs 在不同溶劑中的熒光壽命（設(shè)光子數(shù)為3 000）。設(shè)入射光波長(zhǎng)為407 nm，得到CDs 在不同溶劑中的發(fā)射光譜。

1.5 有機(jī)溶劑中水含量的檢測(cè)

甲醇、乙醇、EG 中水含量檢測(cè)：取CDs 的乙醇溶液風(fēng)干并加溶劑重新溶解，使混合溶液中CDs 終濃度為32.0 μg/mL，水含量（體積比）分別為0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%和100%。測(cè)量發(fā)射光譜時(shí)入射波長(zhǎng)設(shè)置為400 nm，每種樣品測(cè)量3 次。

DMF 中水含量檢測(cè)：取CDs 的乙醇溶液風(fēng)干并加溶劑重新溶解，使DMF-水混合溶液中CDs 終濃度為6.4 μg/mL，水含量（體積比）分別為0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%和100%。測(cè)量發(fā)射光譜時(shí)入射波長(zhǎng)設(shè)置為415 nm，每種樣品測(cè)量3 次。

2 結(jié)果和討論

2.1 綠色熒光CDs 的表征

對(duì)CDs 進(jìn)行表征，結(jié)果如圖1 所示。圖1（a）為CDs 的TEM 圖像，插圖為HRTEM 圖像。由圖可知CDs的形貌均一，為類球形，分散性良好，具有清晰的晶格條紋，晶格間距為0.20 nm，這與石墨烯（100）平面的間距d相近，表明CDs 具有石墨化結(jié)構(gòu)［22］。由圖1（b）粒徑分布直方圖可知，CDs 的粒徑大小在3.4～10.6 nm 范圍內(nèi)，平均尺寸為6.5 nm，有較寬的尺寸分布。

圖1 CDs 的形貌和光譜表征Fig.1 Morphological and spectroscopic characterization of CDs

圖1（c）為CDs 水溶液的紫外可見(jiàn)吸收光譜、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜，插圖為CDs 溶液在日光和365 nm 紫外光下的照片。由圖1（c）可知，CDs 的水溶液在日光下為淡黃色，在紫外光照射下發(fā)出綠色熒光，最佳激發(fā)和最佳發(fā)射波長(zhǎng)分別為400 nm 和517 nm。CDs 在252 nm、273 nm 和410 nm 處存在三個(gè)吸收峰，在252 nm、273 nm 處的吸收峰歸因于CDs 的π→π*躍遷，與C=C 鍵有關(guān)；在410 nm 處的吸收峰歸因于n→π*躍遷，這與CDs 的C=O/C=N 鍵或表面缺陷有關(guān)［23］。CDs 吸收光譜中吸收峰的位置與激發(fā)光譜中激發(fā)峰的位置相對(duì)應(yīng)，這意味著其具有相同的吸收和發(fā)光中心。另外，將圖1（c）的表征結(jié)果與前人研究進(jìn)行對(duì)比，推測(cè)CDs的熒光由分子態(tài)主導(dǎo)，主要來(lái)源于綠色熒光分子4-羥基-1H-吡咯并［3，4-c］吡啶-1，3，6（2H，5H）-三酮（4-hydroxy-1H-pyrrolo ［3，4-c］ pyridine-1，3，6 （2H，5H）-trione，HPPT）［24］。圖1（d）為CDs 在不同波長(zhǎng)入射光激發(fā)下的發(fā)射光譜。由圖可知，CDs 具有激發(fā)依賴性，當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)從360 nm 變化到480 nm 時(shí)，發(fā)射峰位也從509 nm 變化到536 nm，這可能是CDs 粒徑不均一或者CDs 具有不同的表面缺陷導(dǎo)致的［23］。值得注意的是，在360 nm 光激發(fā)下CDs 除主熒光峰外在450 nm 附近存在次熒光峰，這可能是因?yàn)橛煞肿討B(tài)主導(dǎo)發(fā)射的CDs 內(nèi)存在藍(lán)色熒光分子檸嗪酸［25］。

2.2 CDs 的溶劑化效應(yīng)

將CDs 溶于不同溶劑（水、甲醇、乙醇、EG、DMF、乙酸乙酯和DCM）中發(fā)現(xiàn)CDs 具有不同的發(fā)光特性，如圖2 所示。圖2（a）為CDs 在自然光和395 nm 光照射下不同溶劑中CDs 的圖片，溶劑從左到右依次為DMF、乙醇、甲醇、EG、水、乙酸乙酯，CDs 的DCM 溶液由于熒光極弱沒(méi)有進(jìn)行比較。由圖可知，所有溶液在日光下均為淡黃色，但在395 nm 光照射下卻發(fā)出不同顏色的熒光，CDs 在DMF 和乙酸乙酯中熒光為藍(lán)綠色，在乙醇、甲醇和EG 中為綠色，在水中偏黃綠色。這種溶劑致色效應(yīng)類似于有機(jī)染料中的“溶劑化色度”，一般歸因于溶劑的極性以及分子內(nèi)的相互作用［26］。

圖2（b）為407 nm 光激發(fā)下CDs 在不同溶劑中的發(fā)射光譜。如圖所示，CDs 在DMF 中的熒光強(qiáng)度最強(qiáng)，其次是乙醇、甲醇、EG、水、乙酸乙酯和DCM。將CDs 風(fēng)干重溶于不同溶劑時(shí)發(fā)現(xiàn)CDs 在乙酸乙酯和DCM 溶液中溶解度低，這也導(dǎo)致對(duì)應(yīng)溶液熒光強(qiáng)度較低。圖2（c）為歸一化發(fā)射光譜，在407 nm 光激發(fā)下CDs 在質(zhì)子溶劑（水、EG、甲醇、乙醇）、偶極溶劑（DMF）和非極性溶劑（DCM、乙酸乙酯）中的發(fā)射峰位分別為518 nm、513 nm、510 nm、509 nm、495 nm、492 nm 和480 nm。CDs 依賴于溶劑具有不同發(fā)光特性，這主要是由于CDs 周圍溶劑分子的溶劑弛豫或偶極復(fù)合導(dǎo)致，它們會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)斯托克斯位移到更高的值［27，28］。根據(jù)Lippert-Mataga 方程，溶劑的極性越大，紅移越大［29］。除此之外，通過(guò)檢測(cè)還發(fā)現(xiàn)CDs 在不同溶劑中的熒光壽命各不相同，受儀器條件限制，選用407 nm 脈沖LED 測(cè)量CDs 的熒光壽命，圖2（d）為407 nm 入射光下CDs 在不同溶劑中的時(shí)間分辨熒光光譜和對(duì)應(yīng)的衰減擬合曲線。如圖所示，CDs 在水中的熒光衰減最快（熒光壽命為5.29 ns），其次是EG（8.64 ns）、甲醇（9.56 ns）、DCM（10.15 ns）、乙醇（10.93 ns）、乙酸乙酯（11.22 ns），CDs 在DMF 溶液中熒光衰減最慢，熒光壽命為13.47 ns。由表征結(jié)果可知，將CDs 溶于不同溶劑中其熒光強(qiáng)度、發(fā)射峰位以及熒光壽命各不相同。

2.3 有機(jī)溶劑中水含量的檢測(cè)

由于CDs 在不同溶劑中的熒光強(qiáng)度、發(fā)射峰位和熒光壽命都具有特異性，具有明顯的溶劑化效應(yīng)，推測(cè)CDs 在快速定量測(cè)定有機(jī)溶劑中水含量方面具有極大的潛力。由于乙酸乙酯和DCM 微溶于水，這意味著無(wú)法進(jìn)行水含量的定量檢測(cè)，最終選擇具有代表性的質(zhì)子溶劑乙醇和非質(zhì)子溶劑DMF 作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，從CDs 的熒光強(qiáng)度、發(fā)射峰位和熒光壽命三個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證CDs 定量檢測(cè)有機(jī)溶液中水含量的可行性。

利用CDs 檢測(cè)乙醇中水含量，結(jié)果如圖3 所示。圖3（a）為400 nm 最佳激發(fā)波長(zhǎng)下不同含水量的乙醇-水混合溶液中CDs（32.0 μg/mL）的發(fā)射光譜。如圖所示，隨著體系內(nèi)水含量的增加，CDs 的熒光強(qiáng)度從2 008 逐漸降低至706，發(fā)射峰位從509 nm 紅移到518 nm，發(fā)射光譜變寬，半高全寬由76 nm 變?yōu)?9 nm。水含量的增加導(dǎo)致溶液體系中極性的增加，CDs 周圍溶劑分子的溶劑弛豫或偶極復(fù)合會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)斯托克斯位移到更高的值，導(dǎo)致峰位紅移，與溶劑化效應(yīng)的現(xiàn)象相一致，并且在高極性溶劑中較長(zhǎng)的非輻射弛豫可能是發(fā)射帶加寬的原因［30］。圖3（b）為CDs 的熒光強(qiáng)度與溶液中水含量的關(guān)系，可以看到在水含量0～100%范圍內(nèi)兩者之間存在良好的線性響應(yīng)關(guān)系，擬合曲線為y=2 127.54-13.74x（R2=0.984），LOD 為2.11%，其中y是熒光強(qiáng)度，x是水含量（體積百分比）。再看CDs 的發(fā)射峰位與水含量之間的關(guān)系，如圖3（c）所示，在水含量0～100% 范圍內(nèi)CDs 的發(fā)射峰位與水含量呈線性關(guān)系，擬合曲線為y=508.193-0.101x（R2=0.977），LOD 為7.01%，其中y是發(fā)射峰位波長(zhǎng)，x是水含量。有趣的是，隨著水含量的增加，乙醇-水混合溶液中CDs 的熒光衰減加快，熒光壽命從10.70 ns 縮短至5.11 ns。圖3（d）為CDs 的熒光壽命與水含量之間的關(guān)系。由圖可知，在水含量10%～100%范圍內(nèi)，CDs 的熒光壽命與水含量存在線性響應(yīng)，擬合曲線為y=11.664 7-0.063 7x（R2=0.988），其中y是CDs 的熒光壽命，x是水含量。

圖3 水含量對(duì)乙醇-水混合溶液中CDs 的熒光強(qiáng)度、發(fā)射峰位以及熒光壽命的影響Fig.3 Effect of water content on fluorescence intensity，emission peak position and fluorescence lifetime of CDs in ethanolwater mixed solution

利用CDs 檢測(cè)DMF 中水含量，結(jié)果如圖4 所示。圖4（a）為415 nm 最佳激發(fā)波長(zhǎng)下不同含水量的DMF-水混合溶液中CDs（6.4 μg/mL）的發(fā)射光譜。如圖所示，隨著體系內(nèi)水含量的增加，CDs 的熒光強(qiáng)度從1 099 下降到207，發(fā)射峰位從495 nm 紅移到519 nm，半高全寬由73 nm 變?yōu)?8 nm。圖4（b）為CDs 的熒光強(qiáng)度與水含量的關(guān)系，可以看到在水含量0～100%范圍內(nèi)兩者之間存在線性響應(yīng)關(guān)系，擬合曲線為y=1 099.74-9.57x（R2=0.992），線性擬合良好，LOD 為3.10%，其中y是熒光強(qiáng)度，x是水含量。圖4（c）為CDs 的發(fā)射峰位與水含量之間的關(guān)系，由圖可知在水含量10%～100%范圍內(nèi)發(fā)射峰位與水含量呈線性關(guān)系，擬合曲線為y=500.203-0.196x（R2=0.979），LOD 為2.00%，其中y為發(fā)射峰位波長(zhǎng)，x是水含量。圖4（d）為CDs 的熒光壽命與水含量之間的關(guān)系。由圖可知，在混合溶液水含量0～10%范圍內(nèi)熒光壽命從12.89 ns增加到14.00 ns；在10%～20%范圍內(nèi)從14.00 ns 減小到13.91 ns；在20%～100%范圍內(nèi)，熒光壽命從13.91 ns 逐漸減小到5.24 ns 并與水含量呈線性關(guān)系，擬合曲線為y=16.215-0.109x（R2=0.999），其中y是熒光壽命，x是水含量。

圖4 水含量對(duì)DMF-水混合溶液中CDs 的熒光強(qiáng)度、發(fā)射峰位以及熒光壽命的影響Fig.4 Effect of water content on fluorescence intensity，emission peak position and fluorescence lifetime of CDs in DMF-water mixed solution

結(jié)合圖3 和圖4 可以看到，部分低含水量的CDs 溶液其熒光強(qiáng)度、發(fā)射峰位和熒光壽命與體系內(nèi)水含量并不存在線性關(guān)系，CDs 的混合溶液中低含水量體系要比高含水量體系對(duì)水含量的變化更加敏感。他人研究中在水含量0～100%范圍內(nèi)甚至?xí)o出兩條線性擬合曲線，表明在不同范圍內(nèi)CDs 對(duì)水含量變化的靈敏度不一［17］，這些現(xiàn)象可能是因?yàn)镃Ds 會(huì)優(yōu)先被二元溶劑混合物中不同的極性組分所溶劑化［18］。上述結(jié)果都表明，水的存在導(dǎo)致有機(jī)溶液中CDs 的熒光強(qiáng)度降低，發(fā)射峰位紅移以及熒光壽命變短。

為了驗(yàn)證基于CDs 檢測(cè)有機(jī)溶劑中水含量的方法是否具有普適性，對(duì)甲醇和EG 中的水也進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如圖5 所示。圖5（a）為甲醇-水、EG-水混合溶液中CDs 的熒光強(qiáng)度與水含量之間的關(guān)系，可以看到在含水量0～100%范圍內(nèi)兩者存在線性響應(yīng)，擬合曲線分別為y=1 561.38-9.38x（甲醇，R2=0.993）、y=1 303.72-6.88x（EG，R2=0.984），其中y是熒光強(qiáng)度，x是水含量。圖5（b）為發(fā)射峰位與水含量之間的關(guān)系，在含水量0～100%范圍內(nèi)兩者存在線性響應(yīng)，擬合曲線分別為y=509.798-0.083x（甲醇，R2=0.997）、y=512.888-0.051x（EG，R2=0.985），其中y是發(fā)射峰位波長(zhǎng)，x是水含量。受儀器條件限制，發(fā)射光譜中的波長(zhǎng)間隔固定，導(dǎo)致發(fā)射峰位波長(zhǎng)數(shù)據(jù)誤差較大。圖5（c）為熒光壽命與水含量的關(guān)系，兩者之間存在線性響應(yīng)，擬合曲線分別為y=9.903 3-0.049 2x（甲醇，水含量10%～100% 范圍內(nèi)，R2=0.993）、y=8.404 1-0.033 4x（EG，水含量0～100%范圍內(nèi)，R2=0.997），其中y是熒光壽命，x是水含量。甲醇、乙醇、EG 和DMF 與水的混合溶液中碳點(diǎn)的熒光強(qiáng)度、發(fā)射峰位以及熒光壽命三者與水含量之間均存在線性響應(yīng)關(guān)系，本方法具有普適性。

圖5 水含量對(duì)甲醇-水和EG-水混合溶液中CDs 的熒光強(qiáng)度、發(fā)射峰位以及熒光壽命的影響Fig.5 Effect of water content on fluorescence intensity，emission peak position and fluorescence lifetime of CDs in methanolwater and EG-water mixed solution

隨著水含量的增加，混合溶液中原溶劑組分被水取代，CDs 的熒光強(qiáng)度、發(fā)射峰位和熒光壽命逐漸從相應(yīng)的有機(jī)溶液過(guò)渡到水，推測(cè)溶劑的極性以及CDs 與溶劑之間形成的氫鍵是造成這些變化的原因：隨著有機(jī)溶劑-水混合溶液中水含量的增加，CDs 與水之間形成的氫鍵逐漸取代CDs 與有機(jī)溶劑之間形成的氫鍵［19］；由于溶劑中水的極性最高，混合溶液的極性會(huì)隨著水含量的增加而增加，這些都會(huì)影響到CDs 的表面基團(tuán)導(dǎo)致CDs 出現(xiàn)溶劑致色效應(yīng)［20］。此外，還有部分研究者認(rèn)為是CDs 在水溶液中發(fā)生的聚集誘導(dǎo)猝滅導(dǎo)致了CDs 的熒光強(qiáng)度降低和發(fā)射峰位紅移［21］。無(wú)論溶劑的類型是質(zhì)子溶液還是非質(zhì)子溶液，混合溶液中熒光強(qiáng)度的增減、發(fā)射峰位的移動(dòng)和熒光壽命的長(zhǎng)短都可用于定量檢測(cè)有機(jī)溶劑內(nèi)的水含量，尤其是熒光壽命與水含量之間的線性關(guān)系，證明了該CDs 在檢測(cè)有機(jī)溶劑內(nèi)水含量方面的強(qiáng)大潛力。

3 結(jié)論

以檸檬酸和尿素為前驅(qū)體在開放容器中通過(guò)水熱法制備得到綠色熒光CDs，CDs 的粒徑尺寸為6.5 nm，在252 nm、273 nm 和410 nm 處存在吸收峰，最佳激發(fā)和發(fā)射波長(zhǎng)分別為400 nm 和517 nm，推測(cè)CDs 熒光主要來(lái)源于綠色熒光分子HPPT。將CDs 溶于水、甲醇、乙醇、EG、DMF、乙酸乙酯和DCM 中發(fā)現(xiàn)CDs 具有不同的發(fā)光特性，據(jù)此將CDs 用于乙醇、DMF、甲醇和EG 中檢測(cè)水含量，發(fā)現(xiàn)在混合溶液中CDs 的熒光強(qiáng)度、發(fā)射峰位以及熒光壽命都與水含量之間存在線性響應(yīng)，檢測(cè)范圍最寬為0～100%，推測(cè)這是由溶劑的極性以及CDs 與溶劑之間形成的氫鍵變化造成的。熒光壽命與水含量之間的線性響應(yīng)為有機(jī)溶劑中水含量的確定提供了一種新的檢測(cè)途徑，CDs 的熒光強(qiáng)度、發(fā)射峰位和熒光壽命三者與水含量之間的線性關(guān)系表明該CDs 有望實(shí)現(xiàn)有機(jī)溶劑中水含量的快速靈敏檢測(cè)。