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荧光金纳米簇由于尺寸小、斯托克斯位移大、生物相容性好等优点,在分析传感、生物标签、荧光成像等领域具有广阔的应用前景。硫醇小分子是最为常见的金纳米簇保护剂。然而,硫醇保护的金纳米簇的荧光量子效率并不高,一般不超过1%。根据调研,使用含有大量的富含电子的原子(N、O)或基团(-NH2、-COOH)的配体做保护剂,能够非常有效地增强金纳米簇的荧光。因此,找到一种富含电子的配体,来增强硫醇保护的金纳米簇的荧光具有重要的现实意义。 层状双金属氢氧化物(LDH),又称类水滑石,是由带正电荷的无机层板以及插在层间的阴离子和水分子构成的。LDH的无机层板是由共边的八面体构成,每个八面体由六配位的中心金属离子和位于顶点的羟基构成。因此,LDH的层板上含有大量的O原子,是一种增强金纳米簇荧光的潜在材料。 在本文中,我们使用一种碱式复盐(氢氧化锌硝酸盐Zn-HDS)的层板作为支撑,构建了Zn-HDS支撑金纳米簇的复合体系。Zn-HDS是LDH的一个分支,具有与LDH类似的层状晶体结构。复合体系能够发出很强的绿色荧光,量子效率高(7.6%),发射峰型窄(半高宽为30nm),光学稳定性好。 本文的研究内容概括如下: 1、首先,我们采用盐和氧化物法制备了高结晶度、尺寸为4-10μm、形状为菱形的碱式硝酸锌(Zn-HDS)。我们通过大功率超声,使Zn-HDS剥离成二维纳米薄片。 2、其次,我们使用巯基丙酸(3MPA)做保护剂、NaBH4做还原剂来合成金纳米簇。但是,得到的3MPA保护的金纳米簇没有荧光。然后,我们将剥离的Zn-HDS溶液与金纳米簇溶液混合,得到Zn-HDS支撑金纳米簇的复合体系。利用透射电镜、红外光谱、X射线光电子能谱,我们对复合体系进行了表征和分析。在确定了复合体系的形貌结构之后,我们对复合体系的荧光性质和发光机理进行了研究。 3、最后,我们测试了复合体系对不同金属离子的荧光响应,发现复合体系对Pb2+、Hg2+、Ag+有明显的荧光淬灭效应。其中,Ag+的淬灭程度最深。我们研究了其荧光淬灭的机理,并对Ag+进行了量化分析。我们得到复合体系对Ag+的最低检测限为2.24nM,远低于美国环保署(EPA)规定的饮用水中允许Ag+的最大值460nM。