zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1769Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESПрименение легированных азотом углеродных квантовых точек для обнаружения ионов тяжелых металлов в полиметаллических осажденияхPREPARATION OF NITROGEN-DOPED CARBON QUANTUM DOTS AND THEIR APPLICATION IN DETECTING HEAVY METAL IONS IN POLYMETALLIC DEPOSITSWuH.WuH.

Бицзе

Bijie

MengL.MengL.

Бицзе

Bijie

1025588702@qq.comУниверситет инженерных наук ГуйчжоуGuizhou University of Engineering Science202507022025921130130Copyright © Wu H., Meng L., 20252025Wu H., Meng L.Wu H., Meng L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1769

Углеродные квантовые точки, легированные азотом (N-CQD), получены одностадийным гидротермальным методом с использованием мочевины, анилина и этилендиамина в качестве сырья и источников азота. С помощью УФ-спектрофотометрии, флуоресцентной спектрофотометрии и ИК-Фурье-спектроскопии проанализированы спектральные характеристики образцов. Оптимальные условия (pH, время реакции и концентрация ионов) описаны для N-CQD. Отмечено, что при оптимальных условиях (40 мкл N-CQD, буферный раствор при pH 6 со временем реакции 30 мин) ионы кобальта вызывают значительный эффект тушения флуоресценции на подготовленных N-CQD, что определяется с помощью флуоресцентной спектрофотометрии. Пиковые показатели извлечения от 95.8 до 104.6% подтверждают, что N-CQD могут служить флуоресцентным зондом для обнаружения Co(II) в реальной среде. Метод может быть применен для мониторинга загрязнения тяжелыми металлами подземных вод шахт. Результаты обнаружения Co(II) с использованием этого метода схожи с данными масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, т. е. предлагаемый метод имеет хорошие перспективы применения. 

Nitrogen-doped carbon quantum dots (N-CQDs) were prepared by a one-step hydrothermal method using urea, aniline, and ethylenediamine as raw materials and nitrogen sources which exhibited good fluorescence performance. Spectral characteristics of the samples were analyzed using UV spectrophotometry, fluorescence spectrophotometry, and Fourier transform infrared spectroscopy. Optimal conditions, such as pH, reaction time, and ion concentration were investigated for N-CQDs. Under the optimal conditions (40 μL N-CQDs, buffer solution at pH 6 with a reaction time of 30 min), it was observed that cobalt ions caused a significant fluorescence quenching effect on the prepared N-CQDs, as determined by fluorescence spectrophotometry. The spiked recovery rates ranged from 95.8 to 104.6%, indicating that the N-CQDs could serve as a fluorescent probe for detecting the content of Co(II) in the actual environment. This method could be applied to the monitoring of heavy metal pollution in mine groundwater, the detection results of Co(II) using this method were very similar to ICP-MS, indicating that this method had good application prospects.

углеродные квантовые точкиионы кобальтафлуоресцентный зондcarbon quantum dotscobalt ionsfluorescent probeThis work was supported by the Natural Science Foundation of Guizhou Province of China (No. (2020)1Y169), the High-level Talent Fund of the Guizhou University School of Engineering Science (No. G(2019)20), Bijie City Science and Technology Bureau Joint Fund Project (No. (2023)46), Guizhou Coal Chemical Engineering Collaborative Innovation Center and Bijie Coal Phosphorus Chemical Engineering Technology Center (Nos. (2014)08 and (2015)01).ReferencesX. Y. Xu, Y. L. Gu, H. J. Ploehn, et al., J. Am. Chem. Soc., 26, 34–43 (2004).X. Y. Xu, Y. L. Gu, H. J. Ploehn, et al., J. Am. Chem. Soc., 26, 34–43 (2004).Y. P. Sun, Y. Lin, W. Wang, et al., J. Am. Chem. Soc., 128, 7756–7757 (2006).Y. P. Sun, Y. Lin, W. Wang, et al., J. Am. Chem. Soc., 128, 7756–7757 (2006).E. Umar, M. Ikram, J. Haider, et al., Sust. Mater. Technol., 35 (2023).E. Umar, M. Ikram, J. Haider, et al., Sust. Mater. Technol., 35 (2023).E. Dhandapani, P. Maadeswaran, R. R. Mohan, et al., Mater. Sci. Eng. B, 287, 116098 (2023).E. Dhandapani, P. Maadeswaran, R. R. Mohan, et al., Mater. Sci. Eng. B, 287, 116098 (2023).X. Li, C. Wang, P. Li, et al., Food Chem., 409, 135243 (2023).X. Li, C. Wang, P. Li, et al., Food Chem., 409, 135243 (2023).X. Wen, G. Wen, W. Li, et al., Mater. Sci. Eng. C: Mater. Biol. Appl., 123, 112022 (2021).X. Wen, G. Wen, W. Li, et al., Mater. Sci. Eng. C: Mater. Biol. Appl., 123, 112022 (2021).S. Sikiru, T. L. Oladosu, S. Y. Kolawole, et al., J. Energy Storage, 53, 105200 (2022).S. Sikiru, T. L. Oladosu, S. Y. Kolawole, et al., J. Energy Storage, 53, 105200 (2022).Sariga, M. Kolaprath, L. Benny, A. Varghese, Dyes and Pigments, 210, 111048–111058 (2022).Sariga, M. Kolaprath, L. Benny, A. Varghese, Dyes and Pigments, 210, 111048–111058 (2022).F. Zhao, X. Li, M. Zuo, Y. Liang, P. Qin, H. Wang, Z. Wu, L. Luo, C. Liu, L. Leng, Rev. J. Environ. Chem. Eng., 11, No. 2, 109487–109811 (2023).F. Zhao, X. Li, M. Zuo, Y. Liang, P. Qin, H. Wang, Z. Wu, L. Luo, C. Liu, L. Leng, Rev. J. Environ. Chem. Eng., 11, No. 2, 109487–109811 (2023).A. Vibhute, T. Patil, R. Gambhir, et al., Appl. Surface Sci. Adv., 11, 100311 (2022).A. Vibhute, T. Patil, R. Gambhir, et al., Appl. Surface Sci. Adv., 11, 100311 (2022).J. Li, W. Wang, et al., J. Lumin., 246, 111390 (2022).J. Li, W. Wang, et al., J. Lumin., 246, 111390 (2022).A. Mei, Z. Xu, X. Wang, et al., Environ. Res., 214, 114160 (2022).A. Mei, Z. Xu, X. Wang, et al., Environ. Res., 214, 114160 (2022).L. Liu, Z. Mi, X. Huo, et al., Food Chem., 368, 130829 (2022).L. Liu, Z. Mi, X. Huo, et al., Food Chem., 368, 130829 (2022).X. Gong, Y. Liu, Z. Yang, et al., Analyt. Chim. Acta, 968, 85–96 (2017).X. Gong, Y. Liu, Z. Yang, et al., Analyt. Chim. Acta, 968, 85–96 (2017).F. Zu, F. Yan, Z. Bai, et al., Microchim. Acta, 184, 1899–1914 (2017).F. Zu, F. Yan, Z. Bai, et al., Microchim. Acta, 184, 1899–1914 (2017).T.Liu, S.Zhang, X. Fan, D. Yang, M. Wang, X. Shao, S. Wang, Q. Yue, J. Fluores., 32, 2343–2350 (2022).T.Liu, S.Zhang, X. Fan, D. Yang, M. Wang, X. Shao, S. Wang, Q. Yue, J. Fluores., 32, 2343–2350 (2022).S. N. Karadag, O. Ustun, A. Yilmaz, et al., Chem. Phys., 562 (2022).S. N. Karadag, O. Ustun, A. Yilmaz, et al., Chem. Phys., 562 (2022).J. J. P. Oliveira, S. V. Carneiro, A. A. C. Cruz, et al., Dyes and Pigments, 215, 111253 (2023).J. J. P. Oliveira, S. V. Carneiro, A. A. C. Cruz, et al., Dyes and Pigments, 215, 111253 (2023).C. Li, M. Li, J. Zeng, et al., J. Environ. Sci., 135, 600(1–9) (2023).C. Li, M. Li, J. Zeng, et al., J. Environ. Sci., 135, 600(1–9) (2023).N. M. Ogarekpe, C. C. Nnaji, O. J. Oyebode, et al., Environ. Nanotechnol., Monitoring & Management, 19 (2023).N. M. Ogarekpe, C. C. Nnaji, O. J. Oyebode, et al., Environ. Nanotechnol., Monitoring & Management, 19 (2023).A. E. Fadiji, A. N. Yadav, G. Santoyo, et al., Microbiol. Res., 271, 127368 (2023).A. E. Fadiji, A. N. Yadav, G. Santoyo, et al., Microbiol. Res., 271, 127368 (2023).R. Baby, M. Z. Hussein, Z. Zainal, et al., J. Hazard. Mater. Adv., 10, 100253 (2023), https://doi.org/10.1016/j.hazadv.2023.100253.R. Baby, M. Z. Hussein, Z. Zainal, et al., J. Hazard. Mater. Adv., 10, 100253 (2023), https://doi.org/10.1016/j.hazadv.2023.100253.H. Zhu, S. Chen, Y. Luo, J. Agricult. Food Res., 12, 100552 (2023), https://doi.org/10.1016/j.jafr.2023.100552.H. Zhu, S. Chen, Y. Luo, J. Agricult. Food Res., 12, 100552 (2023), https://doi.org/10.1016/j.jafr.2023.100552.J. S. Packialakshmi, M. F. Albeshr, A. F. Alrefaei, et al., Environ. Res., 225, 115602 (2023).J. S. Packialakshmi, M. F. Albeshr, A. F. Alrefaei, et al., Environ. Res., 225, 115602 (2023).N. M. Hosny, I. Gomaa, M. G. Elmahgary, Appl. Surface Sci. Adv., 15, 100395 (2023).N. M. Hosny, I. Gomaa, M. G. Elmahgary, Appl. Surface Sci. Adv., 15, 100395 (2023).K. Kang, B. Liu, G. Yue, et al., Ecotoxic. Environ. Safety, 255, 114795 (2023).K. Kang, B. Liu, G. Yue, et al., Ecotoxic. Environ. Safety, 255, 114795 (2023).M. Chaghaghazardi, S. Kashanian, M. Nazari, et al., Spectrochim. Acta, A: Mol. Biomol. Spectrosc., 293, 122448 (2023).M. Chaghaghazardi, S. Kashanian, M. Nazari, et al., Spectrochim. Acta, A: Mol. Biomol. Spectrosc., 293, 122448 (2023).H. Ren, M. Li, Y. Liu, et al., Sci. Total Environ., 811, 152389 (2022).H. Ren, M. Li, Y. Liu, et al., Sci. Total Environ., 811, 152389 (2022).L. Zhu, D. Shen, Q. Liu, et al., Appl. Surface Sci., 565 (2021).L. Zhu, D. Shen, Q. Liu, et al., Appl. Surface Sci., 565 (2021).H. Ren, M. Li, Y. Liu, et al., Sci. Total Environ., 811, 152389 (2022).H. Ren, M. Li, Y. Liu, et al., Sci. Total Environ., 811, 152389 (2022).X. Q. Wang, H. Guo, N. Wu, et al., Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 615, 126218 (2021).X. Q. Wang, H. Guo, N. Wu, et al., Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 615, 126218 (2021).J. Lalmalsawmi, D. Tiwari, S. Lee, D. Kim, J. Electroanalyt. Chem., 897, 115578 (2021).J. Lalmalsawmi, D. Tiwari, S. Lee, D. Kim, J. Electroanalyt. Chem., 897, 115578 (2021).Q. Yu, J. Jiang, Z. Chen, et al., Sensors Actuators B: Chem., 350, 130898 (2022).Q. Yu, J. Jiang, Z. Chen, et al., Sensors Actuators B: Chem., 350, 130898 (2022).Y. Hu, R. Guan, S. Zhang, et al., Food Chem., 372, 131287 (2022).Y. Hu, R. Guan, S. Zhang, et al., Food Chem., 372, 131287 (2022).M. Chaghaghazardi, S. Kashanian, M. Nazari, K. Omidfar, Y. Joseph, P. Rahimi, Spectrochim. Acta, A: Mol. Biomol. Spectrosc., 293, 122448–122458 (2023).M. Chaghaghazardi, S. Kashanian, M. Nazari, K. Omidfar, Y. Joseph, P. Rahimi, Spectrochim. Acta, A: Mol. Biomol. Spectrosc., 293, 122448–122458 (2023).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.