PAM/SA/PVA基复合水凝胶可视化检测水中的Fe2+研究

建立了基于聚丙烯酰胺/海藻酸钠/聚乙烯醇复合水凝胶可视化快速检测水中亚铁离子(Fe²⁺)的方法，以复合水凝胶为基础，采用离子交联法将金属离子显色试剂负载在凝胶网络中，制备出一种用于可视化检测Fe²⁺的双网络结构水凝胶。这种具有双网络结构且与金属离子显色剂结合的高特异性水凝胶对Fe²⁺有吸附作用，使Fe²⁺得以不断被吸附于水凝胶之中，与水凝胶中的金属离子指示剂反应，并不断富集，实现快速对Fe²⁺定性定量分析。该凝胶不易破损、方便携带，能够在现场快速判断出废水中Fe²⁺浓度范围，实现对水中亚铁离子的简便、快速检测。在最佳实验条件下，Fe²⁺浓度在10^-4～1g/L范围内与水凝胶显色后在波长为512nm处的紫外-可见吸光度呈线性关系，且凝胶的显色效果较好，能够通过肉眼直接确定水体中Fe²⁺的浓度范围。该研究不仅能满足环境中Fe²⁺的现场检测要求，还可为Fe²⁺     

Fe3+-TiO2/ACF复合材料的制备及其性能研究

为了提高二氧化钛/活性碳纤维(TiO₂/ACF)复合材料处理有害气体的降解率，使用Fe³⁺对TiO₂进行改性，采用溶胶-凝胶法制备Fe³⁺-TiO₂/ACF,通过荧光光谱(PL)、X射线衍射(XRD)、BET比表面积、扫描电镜(SEM)对材料进行性能表征，并以氨气(NH₃)等气体为目标降解物，研究Fe³⁺-TiO₂/ACF对目标降解物的降解效果。结果表明：经Fe³⁺掺杂改性的TiO₂光催化活性显著提高，Fe³⁺∶Ti⁴⁺摩尔比为1∶200时，其光催化活性最高。随着Fe³⁺掺杂量的增加，TiO₂的平均晶粒大小逐渐降低。负载Fe³⁺-TiO₂后ACF的比表面积降低。使用Fe³⁺∶Ti⁴⁺(1∶200)...     

石墨相氮化碳量子点的合成及在分析检测中的应用进展

作为一种非金属材料，石墨相氮化碳(g-C₃N₄)具有成本低、稳定性好、可修饰性强等优点，在光催化领域备受关注。与体相g-C₃N₄不同，零维结构的石墨相氮化碳量子点(CNQDs)不仅保留了g-C₃N₄的优点，还具有独特的量子限域效应和特殊的光电效应及良好的生物相容性，在化学检测、光电器材及生物医药等方面表现突出。系统介绍了CNQDs的主要制备方法，包括超声法、水热法、微波辅助溶剂热法、固相法、准化学气相沉积法等；基于CNQDs独特的荧光特性，重点介绍了CNQDs在Fe³⁺/Fe²⁺、Hg²⁺等金属离子，Cl^-,F^-,I^-,NO^-₂等阴离子，酚类、三聚氰胺等有机化合物及胆固醇、抗坏血酸、谷胱甘肽、核黄素等各类生物医药试剂的检测；最后，分析了CNQDs在检测领域目前面临的主要问题，并对将来...     

Fe2+对锰激活氟化物红色荧光粉耐湿性能的影响研究

提出了一种绿色、简便的基于Fe²⁺离子的氧化还原策略来提高锰激活氟化物红色荧光粉的耐湿性。采用共沉淀法合成了K₂SiF₆:Mn⁴⁺(KSFM)荧光材料,并对Fe²⁺处理前后样品的形貌、晶体成分、元素组成、发光性能、荧光寿命、耐湿性和热稳定性进行了研究。SEM结果表明,经Fe²⁺离子处理后的K₂SiF₆:Mn⁴⁺(T-KSFM)颗粒的团聚程度得到有效的降低。XPS测试结果表明,T-KSFM样品表面Mn含量减少。光谱测试结果表明,最强激发峰约468 nm处,次强峰位于约360 nm处,而最强窄带发射峰位于632 nm处。经过Fe²⁺处理后的T-KSFM荧光粉在去离子水浸泡320 min后,其相对发光强度为初始发光强度的80.3%,而KSFM仅还有63.4%。此外,将T-KSFM作为红色组分与黄粉YAG以及蓝光芯片封装制得WLEDs色坐标为(0.4110,0.3963),处于...     

含Fe3+乳化基质的热行为实验研究

为研究乳化基质中混入Fe³⁺对其热分解特性的影响，采用差式扫描热量法(DSC)和恒温热解实验研究了含不同质量分数Fe³⁺的乳化基质的热分解行为。结果表明：在DSC测试中，Fe³⁺降低了乳化基质热分解反应初期的活化能，促进了热分解反应的发生，在反应的中后期，Fe³⁺表现出一定的抑制作用，利用?atava-?esták法的计算表明Fe³⁺的加入将使乳化基质的三维扩散机理变为随机成核和随后生长机理；在恒温热解实验中，随着环境温度由240℃升高到260℃,含Fe³⁺的乳化基质的热分解起始时间更早，反应程度更剧烈，促进乳化基质热分解的效果越显著，并与其浓度成正比。因此在实际生产作业中，应定期检修生产、存储设备，避免因金属老化腐蚀、意外损坏等因素导致乳化基质中混入过多Fe³⁺。     

碳点掺杂复合型水凝胶的制备及其对Fe3+的检测和吸附

分别使用壳聚糖(CS)、葡萄糖(GL)、海藻酸钠(SA)以3种生物质材料为基体与三聚氰胺复合制备得到了CS-CDs、GL-CDs和SA-CDs这3种碳点。通过对比发现CS-CDs的荧光性能最好。将CS-CDs引入到以SA为基体的水凝胶中,得到了对Fe³⁺有特异性荧光猝灭的作用,并对其具有良好的吸附性以及良好的循环使用性能。结果表明,(CS-CDs)-SA-Lgs-gel可以作为一种有效的对Fe³⁺视觉检测和吸附双功能,具有良好的应用前景。     

绿萝制备蓝色荧光碳量子点及对Fe3+的检测

以绿萝为原料,通过水热法合成了蓝色荧光碳量子点(CQDs),考察了原料质量浓度、水热温度、CQDs浓度对CQDs荧光强度的影响,确定了最佳工艺条件：原料质量浓度3.3g/L、反应温度260℃、反应时间4h,此条件下制备的CQDs荧光强度最高。同时研究了盐离子浓度、紫外灯光照射时间、溶液pH对CQDs荧光强度的影响,结果表明CQDs有较好的盐稳定性和光稳定性,对pH有一定的依赖性,酸性条件下CQDs荧光强度相对较高。傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱分析表明CQDs表面含有羟基、羧基等官能团,在水中有良好的溶解性。Fe³⁺对CQDs的荧光有明显的猝灭作用,其他金属离子对其干扰性小,基于荧光强度与Fe³⁺浓度之间的线性关系,CQDs能快速地检测水溶液中Fe³⁺浓度,最低检测限为0.77μmol/L。     

基于磁性1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚的金属离子去除剂的制备研究

利用1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)与金属离子形成络合物,再采用共沉淀法,加入Fe³⁺和Fe²⁺,使其形成具有磁性的Fe₃O₄-PAN-Mⁿ⁺;以水合肼为还原剂,将金属离子还原制备Fe₃O₄-PAN-M^0,再采用磁铁将其从待测体系中进行富集和分离,简化了分离的过程。该产物有望进一步用于环境体系中的有机小分子监测。     

基于氨基苯酚类方酸菁的比色荧光探针制备及其在不同溶剂下检测Cu2+和Mg2+性能研究

设计并合成了一种N,N-二丁基-3-氨基苯酚方酸菁染料(ZXSQ),并通过核磁氢谱和高分辨质谱对其结构进行表征。该探针可以在乙腈为溶剂的条件下识别Cu²⁺,颜色由蓝色变为无色；探针在乙醇为溶剂的条件下识别Mg²⁺,颜色泛出强烈的红色荧光。该探针解决了在Cu²⁺和Mg²⁺同时存在下无法区别的问题，实现了双识别且抗干扰的效果。该探针检测限均在10^-6mol/L,具有合成简单、低检测限和高灵敏度等优点，操作简便，能够快速、精准地检测环境以及生物体中的Cu²⁺和Mg²⁺。     

Bi3+/Eu3+共掺Y2MgTiO6荧光粉的发光性能研究

采用高温固相法合成了Bi³⁺和Eu³⁺共掺的Y₂MgTiO₆荧光粉，X射线衍射谱(XRD)分析表明，所有样品的晶体结构均为单斜晶系P2₁/n, Bi³⁺和Eu³⁺掺入Y₂MgTiO₆中并替代Y³⁺的位置。通过光致发光光谱、X射线激发荧光谱(XEL)系统研究了Bi³⁺和Eu³⁺掺杂浓度与发光强度之间的关系。荧光分析表明，Y₂MgTiO₆∶Bi³⁺,Eu³⁺荧光粉可被271nm左右的近紫外光激发，在620nm处表现出较强的红光发射带，这一发光属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂特征跃迁；当Eu³⁺掺杂量为20%(摩尔分数)...     

裂解温度对湿地植物基生物炭理化性质与镉吸附特性的影响

以湿地植物美人蕉(MBC)、再力花(ZBC)和旱伞草(HBC)为原材料，采用热裂解法于300、 500、 700℃下制备生物炭，应用全自动元素分析仪、扫描电子显微镜、红外光谱等手段表征分析生物炭理化性质，采用静态吸附法系统研究生物炭对镉的吸附特性。结果表明：制备温度对生物质炭的理化性质、表面形貌和矿物成分有很大影响；中温(500℃)、高温(700℃)裂解生物炭对镉的吸附性能优于低温(300℃)裂解生物炭的，500℃裂解生物炭吸附性能最好，对Cd²⁺吸附容量均值可达96.00 mg·g^-1,极值可达108.28 mg·g^-1,且吸附容量从大到小为ZBC、 MBC、 HBC; 500℃裂解湿地植物基生物炭对Cd²⁺的吸附平衡时间为30 min左右，适宜的投加量和较大的溶液pH、离子初始质量浓度、反应温度有利于生物炭对Cd²⁺的吸附，对Cd²⁺吸附过程更符合Freundlich等温吸附模型和拟二级动力学模型，且属于优惠吸附；裂解温度的升高可以促进生物炭芳香化，改...     

分散剂协同化学沉淀法合成α-三氧化二铁纳米颗粒及影响因素

采用化学沉淀法,以硫酸亚铁为铁源,十二烷基硫酸钠(SDS)为表面活性剂,合成了α-三氧化二铁(α-Fe₂O₃)纳米颗粒。研究了各因素对Fe²⁺转化率的影响,利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行了分析。结果表明:对于浓度为0.9mol/L的亚铁溶液,当过氧化氢用量为15mL,反应15min时,Fe²⁺的转化率最大,为99.1%。     

普鲁士蓝基HClO荧光纳米探针及其对肿瘤细胞的特异性检测（英文）

次氯酸(HClO)是一种活性氧(ROS),在许多生理和病理过程中起着至关重要的作用。然而,过量的HClO会导致组织损伤、动脉粥样硬化、神经退行性疾病甚至癌症。因此,实时检测肿瘤细胞中HCl O对于探索HClO在肿瘤进展以及免疫治疗中的作用具有重要意义。与目前常用的工艺复杂、水溶性差的有机分子探针不同,本工作简单地将异硫氰酸荧光素(FITC)与中空介孔普鲁士蓝纳米粒子(HMPB)相结合,构建了一种新型的无机亲水荧光纳米探针。由于内滤光效应,HMPB中FITC的荧光有一定程度的猝灭,但通过Fe²⁺-ClO^–氧化还原反应可恢复荧光。体外条件下,加入HClO后, FITC在发射峰(520 nm)处荧光逐渐增强, HClO在5×10^–6～50×10^–6 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为2.01×10^–6mol/L。此外,在细胞水平上,该纳米探针对癌细胞中的HClO显示出良好的特异检测能力,且灵敏度高。     

Zn2+掺杂诱导Eu3+激活BiOCl层状半导体的反常发光性能研究

采用固相法在500℃下成功制备Zn²⁺掺杂BiOCl:Eu³⁺层状半导体, 并研究了Zn²⁺ (0~20mol%)掺杂对Eu³⁺激活BiOCl层状半导体发光性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、激发-发射光谱、荧光寿命衰减曲线对样品的结构和性能进行表征。研究发现, 随Zn²⁺掺杂浓度增大, BiOCl晶体结构不变, Eu³⁺荧光寿命延长, 但发光强度却出现先减后增的反常现象。综合分析表明这可能与BiOCl特殊的层状结构有关。通过XRD和XPS的表征可以推断: 当Zn²⁺掺杂浓度≤10mol%, Zn²⁺在BiOCl中掺杂方式以晶胞层间隙掺杂为主; 当Zn²⁺掺杂浓度>10mol%后, 掺杂方式逐渐向取代掺杂转变。两种掺杂机制对Eu³⁺荧光寿命的改变以及形成缺陷对基质能量传递效率的影响可能是形成上述反常现象的主要原因。研究结果有助于认识稀土掺杂层状半导体的发光性能及影响规律, 并对Eu³⁺掺杂BiOCl这类新型发光材料的开发设计具有指导意义。     

纳米Fe-TiO2可见光下光催化降解罗丹明B

汞灯、氙灯以及紫外灯，广泛用于光催化处理水体污染和研究。为减少这种高能耗光源的使用，实验采用溶胶-凝胶法制备了一种可在低耗LED灯下响应的铁掺杂纳米二氧化钛光催化剂。分析了其物相组成，微观形貌结构以及紫外和红外的光学吸收性质。在LED白灯照射条件下，探讨了Fe掺杂量、溶液初始浓度、初始pH对模拟废水罗丹明B溶液光催化降解的影响，并分析了其降解机理。结果表明，Fe³⁺的掺入加快了TiO₂锐钛矿相向金红石相的转变。在扫描电镜下纳米颗粒分布较均匀，团聚不明显。Fe³⁺的掺杂减小了TiO₂的禁带宽度并使光学吸收边红移，禁带宽度从3.2 eV显著降低到2.7 eV;但当Fe³⁺掺量过大时，纳米Fe-TiO₂光学吸收边蓝移，在可见光区域的活性明显降低。综合分析得：在摩尔比n(Fe)∶n(Ti)=0.3%,pH=7,经LED白灯(100 W)照射72 h,对罗丹明B去除率达89%。为利用低能耗LED灯光催化降解有机污染物提供参考。     

Ce3+掺杂Li2O-MgO-Al2O3-SiO2玻璃的结构与荧光猝灭现象

采用熔融淬冷法制备了不同浓度Ce³⁺离子掺杂的20Li₂O-5MgO-20Al₂O₃-55SiO₂玻璃闪烁材料。采用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)技术、密度检测等方法研究了玻璃的微观结构随Ce³⁺离子掺杂浓度的变化规律, 采用荧光分光技术检测了玻璃的紫外光致激发光谱(PLE)、发射光谱(PE)。研究结果表明: 在不对称的晶体场作用下, Ce³⁺离子5d能级被劈裂为5个组分; 随着玻璃基质内Ce³⁺离子掺杂浓度增大, 玻璃的非晶化程度加深; 5d能级的劈裂宽度随之增大, 由此导致激发带向低能量端展宽、发射光谱明显红移; Ce³⁺离子的荧光发射强度随Ce³⁺离子掺杂浓度先升高、后降低, 浓度猝灭过程成为其荧光发射效率降低的主要原因。     

微波绿色合成N,S共掺杂碳点及其在Fe3+检测和温度传感方面的应用

以韭菜为前驱体,采用微波法一步绿色合成N,S共掺杂的粒径均匀、分散性好的碳点。所合成的碳点近似球状,粒径2.0-5.0 nm。在365 nm的紫外灯照射下发明亮的蓝色荧光,发射峰具有激发波长依赖性。Fe³⁺对所制备的碳点有明显选择性荧光猝灭现象。在5-300μmol/L的范围内,荧光猝灭程度(F/F₀)与Fe³⁺浓度呈现良好的线性关系(R=0.9930),检测限为4.0μmol/L。同时探测温度对制备碳点的影响,在20-55℃范围内,碳点荧光强度与温度具有较好的线性响应。由于生理温度范围在此温度范围内,所制备的碳点可用于细胞温度传感。     

铁离子掺杂TiO2的制备及其光催化性能

将Bola型两亲性短肽KI₃E在水溶液中组装成稳定的纤维状结构,以其自组装体作为有机模板并使用氨丙基三乙氧基硅烷为结构导向剂,利用其对TiO₂前驱体-二(2-羟基丙酸)二氢氧化二铵合钛的水解催化作用以及肽模板与铁离子之间的分子识别作用在TiO₂矿化沉积的同时引入铁离子,在温和的水溶液中制备出铁离子掺杂TiO₂纳米材料。使用TEM、BET、UV-vis DRS、XPS、XRD等手段对其结构和性能进行了表征。结果表明,铁元素以Fe²⁺/Fe³⁺的形式存在于TiO₂晶格中,抑制了晶体生长并使晶粒尺寸变小。同时,铁离子的掺杂减小了TiO₂的禁带宽度,提高了对可见光的响应和催化性质。铁离子掺杂量为0.5%TiO₂,其光催化性能最好。     

Yb3+,Tb3+共掺杂Sr2B2O5荧光粉的制备及其下转换发光性能的研究

采用高温固相法合成了Tb³⁺, Yb³⁺共掺杂的Sr₂B₂O₅荧光粉。通过X射线衍射(XRD)和荧光光谱(PL)对样品的物相结构和发光性质进行了表征。XRD结果表明, 合成样品为单斜结构的Sr₂B₂O₅相。分别使用543 nm和980 nm的监测波长, 得到的激发光谱均在354 nm、374 nm处有较强的激发峰, 其中374 nm处最强, 说明Sr₂B₂O₅荧光材料在近紫外光区对太阳光有很强的吸收; 在374 nm( Tb³⁺:⁷F₆→⁵D₃) 紫外光激发下, 观察到Tb³⁺: ⁵D₄→⁷F_J ( J = 6, 5, 4, 3) 可见光区发射光, 并检测到Yb³⁺: ²F_5/2→²F_7/2的近红外发射光。通过研究激发光谱和发射光谱与Yb³⁺掺杂浓度的关系, 发现在单斜晶体Sr₂B₂O₅中, Yb³⁺具有很高的猝灭浓度。     

羟基磷灰石在传感领域应用的研究进展

传感器具有使用便捷、快速、灵敏等优点,在多种检测领域都具有巨大的潜力。羟基磷灰石(Hydroxyapatite, Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂, HAp)是脊椎动物骨骼、牙齿的主要无机成分,被广泛应用于生物医用材料领域。近年来,羟基磷灰石凭借独特的三维网状结构、良好的稳定性、优异的吸附性与离子交换性,被广泛用作传感材料,展示出巨大的潜力。由于导电能力与力学性能的制约,纯羟基磷灰石单独使用时效果不佳,为了进一步提高其综合性能,研究者们主要尝试对其进行离子(如Ag⁺、Fe²⁺、Pb²⁺等)掺杂改性,或与其他材料(如石墨烯、碳纳米管、导电高分子、生物酶等)制备成复合材料,在提高灵敏度与稳定性、降低检测限等方面取得了一定的进步。与其他气体相比,羟基磷灰石及其复合物对氨气和醇类气体具有更佳的传感性能,可以实现室温下对较低浓度有毒有害气体的准确检测。得益于良好的离子交换性,羟基磷灰石修饰的传感电极可用于检测Pb²⁺、Cu<...