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一种基于磁性材料和碳点分子印迹复合材料用于2,4,6-三硝基苯酚的荧光检测
摘要： 采用反向微乳液法，以碳点（CDs）和四氧化三铁（Fe3O4）为共核，以2,4,6-三硝基苯酚为模板分子制备了分子印迹聚合物（MIP）作为识别位点的磁性分子印迹复合材料（CD/Fe3O4@MIPs）。通过透射电子显微镜（TEM）、能量色散光谱（EDS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、Zeta电位分析、X射线衍射（XRD）和振动样品磁强计（VSM）对该复合材料进行表征。结果表明：该MIP复合材料呈球形，平均直径200 nm；具有核壳结构，每个微球内嵌有多个Fe3O4纳米粒子和碳点。该复合材料可提取2,4,6-三硝基苯酚（TNP），其印迹因子为3.6，对作为碳点荧光猝灭剂（激发/发射峰分别为370/470 nm）的TNP具有高选择性和灵敏度，荧光检测TNP的检出限为0.5 nM。该方法成功应用于加标自来水和河水样品中TNP的测定，回收率为89.4%-108.5%（相对标准偏差<6%）。
关键词： 荧光猝灭、四氧化三铁纳米粒子、斯特恩-沃尔默图、环境污染物、反相微乳液法、选择性识别、分子印迹
更新于2025-09-23 15:23:52
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[IEEE 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 6微米波段超紧凑低噪声宽带上转换探测器
摘要： 最先进的室温中红外（MIR：2–15微米）直接探测器（如基于半导体的HgCdTe、PbS、PbSe和微测辐射热计）存在高背景噪声问题。低噪声检测需采用多级或低温制冷（-195°C）及完善屏蔽以避免温度波动[1]。这类系统往往结构复杂、体积庞大，难以广泛应用。由于MIR波段（特别是6微米附近）对生物分子（蛋白质、脂质）、组织（癌症、肿瘤）的光谱成像或环境污染物（CH4、NO、NO2、SO2）检测至关重要，亟需6微米范围的高分辨率光谱系统。传统HgCdTe或微测辐射热计阵列探测器的像素数通常仅数百个，难以满足快速高分辨率宽带光谱需求。本研究采用频率上转换探测技术（UCD）[2]解决该问题：在1.03微米强近红外（NIR）激光泵浦下，通过非线性晶体（AgGaS2）的参量频率转换将6微米MIR信号转换至1微米以下的NIR波段，同时保留MIR信号的光谱信息。上转换后使用标准硅基CCD光谱仪（2064像素）进行检测，从而无需复杂制冷即可实现高分辨率灵敏光谱测量。本上转换系统基于940纳米二极管泵浦的1.03微米Yb:YAG固态激光器，将非线性晶体AgGaS2（5×5×10 mm3块体）置于激光腔内以获取高腔内功率（图1(a)），该设计显著提升上转换效率。采用约800°C热源Globar作为6微米MIR照明光源，产生880纳米范围的上转换信号（图1(b)灰色区域）。相比先前研究[3]，本系统主要创新点为：（i）激光采用长波长泵浦（940纳米泵浦二极管波长大于上转换波长<900纳米），简化上转换信号光谱滤波；（ii）1.03微米激光腔仅4厘米长，使上转换?？樘寤?lt;10平方厘米；（iii）系统无需运动部件（图1(a)）。通过AgGaS2晶体II类双折射相位匹配，本系统在单次采集（50毫秒）内成功实现了6–6.8微米范围（800纳米带宽）的上转换，利用泵浦激光与MIR信号在晶体内的非共线相互作用获得宽频带检测能力。实验验证中测量了MIR输入端聚苯乙烯薄膜的吸收光谱（图1(b)），更多细节与结果将后续展示。我们认为该技术为分子指纹波段高分辨率光谱应用提供了一种小型化、低噪声、高效的上转换探测器解决方案。
关键词： 上转换检测、光谱成像、中红外、环境污染物、非线性晶体
更新于2025-09-12 10:27:22
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纳米材料在水净化中的应用 || 基于石墨烯和氮化碳的功能性碳量子点光催化作用
摘要： 由于化石燃料的快速消耗和环境污染，全球能源需求日益增长。这促使人们寻找能够借助可再生太阳能实现能量转换并消除环境污染物的材料，这是满足未来能源需求和消除环境污染的有效途径。在此背景下，半导体光催化剂在解决能源和环境问题方面具有巨大潜力。迄今为止，已探索了众多半导体材料，包括金属氧化物、硫属化合物、硼酸盐、钛酸盐、钨酸盐、钒酸盐、锆酸盐、氧卤化物以及金属基间隙化合物等。然而，这些材料大多存在合成工艺复杂、因带隙较宽导致光吸收范围有限、成本高以及毒性相关等问题。 过去十年间，碳基纳米材料在光催化领域受到关注。许多近期研究着重于无金属碳基光催化体系，用于降解有机污染物和通过水分解制氢。这些纳米材料的主要优势在于其组成元素（如碳、氮和氧）天然丰富，比金属基材料更具经济性。大多数已报道的碳基光催化剂具有可调的带隙能，从而拓宽了其光学吸收范围。通过改变合成条件和前驱体可调节带隙能，进而形成不同形貌的纳米材料。多数碳基纳米材料的制备过程比金属基材料更简单。
关键词： 水分解、能量转换、半导体光催化剂、石墨烯、氮化碳、量子点、碳基纳米材料、氢气生产、太阳能、环境污染物、光催化作用
更新于2025-09-09 09:28:46
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三元可见光驱动半导体光催化剂的制备及其高效光催化性能
摘要： 非均相半导体光催化被视为一种经济高效的替代方案，可用于消除有害污染物并产生可持续能源。石墨烯作为碳的二维同素异形体，因其卓越性能而备受关注。本研究制备了一种高效可见光驱动的三元异质结构半导体RGO/Ag2O/Ag2WO4（RGAAW）银基光催化剂，并通过亚甲基蓝（MO）的光降解评估其光催化活性。采用SEM、XRD、XPS、FT-IR和UV-vis DRS分别表征了所制RGAAW的形貌、结构和光学吸收特性。结果表明，该RGAAW展现出优异的光催化活性，其效率分别是单一Ag2O和Ag2WO4的11.5倍和7倍。光催化性能的提升可归因于还原氧化石墨烯片层能作为电子收集与传输载体，从而延长载流子寿命。此外，所制RGAAW对亚甲基橙（MO）的光降解表现出卓越稳定性。研究还提出了光催化活性增强的可能机理。
关键词： 环境污染物，可见光驱动，光催化剂
更新于2025-09-04 15:30:14