【摘 要】
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碳量子点通常定义为尺寸小于10 nm的球状或类球状碳纳米颗粒或聚合物,其具有光稳定性、宽吸收光谱、高量子产率和化学惰性等特点,低毒性和生物相容性高等优点,在环境离子检测、生物传感和成像、药物传递、荧光探针、光催化等领域得到广泛应用。甘蔗渣是糖料甘蔗生产蔗糖的废弃物,是碳元素含量较高的生物质资源,可作为合成碳量子点的初始碳源。本研究以甘蔗渣为碳源,采用水热法,并掺杂了不同的元素,增强了其荧光性能,将
【基金项目】
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广西多糖材料与改性重点实验室； 广西高校化学与生物转化过程新技术重点实验室； 广西生物多糖分离纯化及改性研究平台建设项目（桂科ZY18076005）； 广西高校人才小高地建设创新团队项目（桂教[2011]47）； 广西研究生教育创新计划项目（YCSW2021155
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碳量子点通常定义为尺寸小于10 nm的球状或类球状碳纳米颗粒或聚合物,其具有光稳定性、宽吸收光谱、高量子产率和化学惰性等特点,低毒性和生物相容性高等优点,在环境离子检测、生物传感和成像、药物传递、荧光探针、光催化等领域得到广泛应用。甘蔗渣是糖料甘蔗生产蔗糖的废弃物,是碳元素含量较高的生物质资源,可作为合成碳量子点的初始碳源。本研究以甘蔗渣为碳源,采用水热法,并掺杂了不同的元素,增强了其荧光性能,将其应用在离子检测领域;然后将碳量子点与水凝胶结合,用于离子的检测。主要研究如下:（1）以甘蔗渣为碳源,通过尿素、硫酸铵引入N/S元素,采用水热法合成了掺杂N/S元素的碳量子点,其合成的碳量子点具有不同荧光光谱和不同的尺寸。其优化合成条件后经过N掺杂的碳量子点（N-CQDs）相较于未经掺杂的碳量子点（CQDs）绝对量子产率提高了约177%,经过N/S双掺杂的碳量子点（N/S-CQDs）相较于N掺杂的碳量子点（N-CQDs）绝对量子产率提高了约44%,且经过优化后的碳量子点在p H 1-13的环境下和在长时间静置后,依然保持高稳定性和较高的荧光效果。（2）甘蔗渣和尿素合成的碳量子点（N-CQDs）,荧光性能较好,且稳定性较高,将其作为探针对不同的金属离子进行检测。结果发现所制备的N-CQDs对于Fe3+离子具有较强的选择性,经过拟合和机理分析,得出Fe3+离子对N-CQDs的猝灭属于动态猝灭,且在Fe3+离子浓度范围为（0-200μM）时线性相关性良好,可将N-CQDs应用于检测Fe3+离子。（3）甘蔗渣和硫酸铵合成的碳量子点（N/S-CQDs）,具有氮硫双掺杂,相较N-CQDs其荧光强度更强、量子产率更高,将其作为探针对不同的金属离子进行检测。结果发现所制备的N/S-CQDs对于Hg2+离子有较强的选择性,经过拟合和机理分析,得出Hg2+离子对N/S-CQDs的猝灭也属于动态猝灭,且在Hg2+离子浓度范围为（0-200μM）时线性相关性良好,因此也可以利用N/S-CQDs进行检测Hg2+离子。（4）.水热法合成的荧光强度碳量子点为硫酸铵与甘蔗渣合成的（N/S-CQDs）,将其与甲壳素水凝胶结合,形成了碳量子点-甲壳素凝胶体系简称荧光智能水凝胶。绝对量子产率相较N/S-CQDs提高了272%,且荧光智能水凝胶对Hg2+离子的检测能力也得到了一定的提升。
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