近些年来,由于荧光纳米材料(碳点、金属纳米粒子、半导体量子点以及纳米晶体等)优异的稳定性、敏感性和尺寸依赖等光学特性,为建立简单的、选择性的及实时分析的环境污染物定性定量分析方法提供了一个有效的渠道。在这里,我们通过合成新型碳量子点并构建比率荧光探针,以及利用聚集诱导发光效应(AIE)制备铜纳米团簇等手段,讨论各种有机和无机污染物的环境检测方案。碳点作为一种新型碳材料,可以通过表面处理控制其物理化学特性,具有成熟的表征手段,还具有制备方法简单以及环境友好等优点。使得其在环境检测领域有很好的应用,相关的研究也不断涌现。核心尺寸小于2nm的金属团簇具有独特的物化性质,相比于贵金属团簇,铜团簇具有相似的导电性和光学特性。同时,铜的来源广泛,储量丰富且价格低廉,这就为研究铜团簇及其实际应用提供了更具有吸引力的优势。基于上述介绍,本论文主要对合成新型荧光碳点,构建碳点基比率荧光探针和制备新型铜纳米团簇三项工作进行阐述。1、传统的碳点合成多使用直链型有机胺,本文使用具有环状结构的多胺化合物轮环藤宁,以lmmol轮环藤宁和lmmol柠檬酸溶解于10ml水中,通过微波法一步合成发亮蓝光的碳纳米点,且量子产率高达27.6%。分散的碳点溶液溶解性好,长期放置也不会出现沉淀物。同时具有很高的稳定性,即使在自然环境下保存很长时间也不会出现明显的荧光衰减现象。这些优点使得其实际应用不会受到很大的限制。此外,通过使用傅立叶红外光谱和X射线光电子能谱等表征手段,证实了轮环功能碳点的发射源于柠檬酸的羧基和轮环藤宁的氨基间的反应,即酰胺键及其衍生物的中心。由于制备的碳点表面富含功能基团,因而可以在化学传感、生物成像以及防伪检测等诸多领域可以得到很好的应用。2、通过交联-聚合-碳化过程合成的轮环功能碳点表面含有大量未碳化的环状结构,这就为构建检测探针提供了作用位点。利用碳点表面的这些结合位点,可以与金属铕离子发生络合。具体的,l00ul合成的碳点,60ul硝酸铕(0.lmol/L)和840ul超纯水混合并使用恒温摇床震荡5h后形成稳定的比率荧光探针。对于铕离子来说,它本身吸收激发光的能力较弱,但当它与四环素结合时,由于四环素类抗生素结构中含有β-二酮结构,这种结构能与铕离子发生络合,同时减弱非辐射跃迁的可能性,从而通过能量转移把吸收的能量转移给Eu3+,增加铕离子的发光。进一步的,将不同四环素浓度下的溶液荧光照片进行RGB值分析,以铕离子的红色发射值和碳点的蓝色发射值的强度比量化四环素浓度值,得到了很好的线性关系,利用三倍信噪比,可以计算出检测限为5.2ng/ml(11.7nM),因此,可以使用得到的碳点基比率荧光探针用于环境中四环素的检测分析。3、与银或金纳米团簇不同,单个铜纳米粒子颗粒的发光弱,受聚集诱导发光过程的影响,铜纳米团簇聚集后表现出强烈的发光,传统的利用铜团簇的AIE现象构建化学传感器,而本文反过来利用这种聚集发光的方法来检测铜离子。具体的,使用800ul四氢呋喃、140ul超纯水和60ul谷胱甘肽(0.5M)溶液混合制备工作溶液。随后,一系列不同浓度的金属铜离子被加入到水/四氢呋喃/谷胱甘肽工作溶液中并记录光谱数据。当铜离子加入到工作溶液中,很快被还原成小的铜纳米团簇。紧接着,铜团簇聚集产生明亮的荧光。通过实验获得了工作溶液随铜离子浓度变化而荧光增强的曲线关系,良好的线性关系表明两者密切相关,且计算出检测限低至0.17uM。因此,基于聚集后的CuNCs量子产率增大,可以设计出一种快速检测环境中铜离子浓度的方法。