Применение легированных азотом углеродных квантовых точек для обнаружения ионов тяжелых металлов в полиметаллических осаждениях

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. 

1. X. Y. Xu, Y. L. Gu, H. J. Ploehn, et al., J. Am. Chem. Soc., 26, 34–43 (2004).

2. Y. P. Sun, Y. Lin, W. Wang, et al., J. Am. Chem. Soc., 128, 7756–7757 (2006).

3. E. Umar, M. Ikram, J. Haider, et al., Sust. Mater. Technol., 35 (2023).

4. E. Dhandapani, P. Maadeswaran, R. R. Mohan, et al., Mater. Sci. Eng. B, 287, 116098 (2023).

5. X. Li, C. Wang, P. Li, et al., Food Chem., 409, 135243 (2023).

6. X. Wen, G. Wen, W. Li, et al., Mater. Sci. Eng. C: Mater. Biol. Appl., 123, 112022 (2021).

7. S. Sikiru, T. L. Oladosu, S. Y. Kolawole, et al., J. Energy Storage, 53, 105200 (2022).

8. Sariga, M. Kolaprath, L. Benny, A. Varghese, Dyes and Pigments, 210, 111048–111058 (2022).

9. 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).

10. A. Vibhute, T. Patil, R. Gambhir, et al., Appl. Surface Sci. Adv., 11, 100311 (2022).

11. J. Li, W. Wang, et al., J. Lumin., 246, 111390 (2022).

12. A. Mei, Z. Xu, X. Wang, et al., Environ. Res., 214, 114160 (2022).

13. L. Liu, Z. Mi, X. Huo, et al., Food Chem., 368, 130829 (2022).

14. X. Gong, Y. Liu, Z. Yang, et al., Analyt. Chim. Acta, 968, 85–96 (2017).

15. F. Zu, F. Yan, Z. Bai, et al., Microchim. Acta, 184, 1899–1914 (2017).

16. T.Liu, S.Zhang, X. Fan, D. Yang, M. Wang, X. Shao, S. Wang, Q. Yue, J. Fluores., 32, 2343–2350 (2022).

17. S. N. Karadag, O. Ustun, A. Yilmaz, et al., Chem. Phys., 562 (2022).

18. J. J. P. Oliveira, S. V. Carneiro, A. A. C. Cruz, et al., Dyes and Pigments, 215, 111253 (2023).

19. C. Li, M. Li, J. Zeng, et al., J. Environ. Sci., 135, 600(1–9) (2023).

20. N. M. Ogarekpe, C. C. Nnaji, O. J. Oyebode, et al., Environ. Nanotechnol., Monitoring & Management, 19 (2023).

21. A. E. Fadiji, A. N. Yadav, G. Santoyo, et al., Microbiol. Res., 271, 127368 (2023).

22. 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.

23. H. Zhu, S. Chen, Y. Luo, J. Agricult. Food Res., 12, 100552 (2023), https://doi.org/10.1016/j.jafr.2023.100552.

24. J. S. Packialakshmi, M. F. Albeshr, A. F. Alrefaei, et al., Environ. Res., 225, 115602 (2023).

25. N. M. Hosny, I. Gomaa, M. G. Elmahgary, Appl. Surface Sci. Adv., 15, 100395 (2023).

26. K. Kang, B. Liu, G. Yue, et al., Ecotoxic. Environ. Safety, 255, 114795 (2023).

27. M. Chaghaghazardi, S. Kashanian, M. Nazari, et al., Spectrochim. Acta, A: Mol. Biomol. Spectrosc., 293, 122448 (2023).

28. H. Ren, M. Li, Y. Liu, et al., Sci. Total Environ., 811, 152389 (2022).

29. L. Zhu, D. Shen, Q. Liu, et al., Appl. Surface Sci., 565 (2021).

30. H. Ren, M. Li, Y. Liu, et al., Sci. Total Environ., 811, 152389 (2022).

31. X. Q. Wang, H. Guo, N. Wu, et al., Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 615, 126218 (2021).

32. J. Lalmalsawmi, D. Tiwari, S. Lee, D. Kim, J. Electroanalyt. Chem., 897, 115578 (2021).

33. Q. Yu, J. Jiang, Z. Chen, et al., Sensors Actuators B: Chem., 350, 130898 (2022).

34. Y. Hu, R. Guan, S. Zhang, et al., Food Chem., 372, 131287 (2022).

35. M. Chaghaghazardi, S. Kashanian, M. Nazari, K. Omidfar, Y. Joseph, P. Rahimi, Spectrochim. Acta, A: Mol. Biomol. Spectrosc., 293, 122448–122458 (2023).