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一區(qū)論文應(yīng)用案例 · 前沿專題型

微波輔助合成氮、磷摻雜 Ti3C2 MXene 量子點，用于便攜式智能手機平臺的比色/熒光雙模態(tài)亞硝酸鹽測定

該研究發(fā)表于 Sensors and Actuators B: Chemical（2022），使用 XH-100A 開展 食品安全檢測、MXene 量子點 研究，關(guān)鍵結(jié)果包括加標(biāo)回收實驗顯示回收率 94.4%；加標(biāo)回收實驗顯示回收率 -105.7%；量子產(chǎn)率 21.5%。

論文編號 485
應(yīng)用方向 食品安全檢測、MXene 量子點、微波輔助納米材料合成、雙模態(tài)傳感、紙基檢測、智能手機可視化分析
關(guān)鍵結(jié)果 加標(biāo)回收實驗顯示回收率 94.4%
核心條件 溫度 120 ℃
論文編號
485
期刊
Sensors and Actuators B: Chemical
影響因子
7.46
中科院分區(qū)
1 區(qū)
發(fā)表年份
2022
設(shè)備型號
XH-100A
作者單位
湖北大學(xué)；湖北大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院、有機功能分子合成與應(yīng)用教育部重點實驗室、湖北省先進有機化工材料協(xié)同創(chuàng)新中心；華北理工大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院
Hubei University; Hubei Collaborative Innovation Center for Advanced Organic Chemical Materials, Ministry-of-Education Key Laboratory for the Synthesis and Application of Organic Functional Molecules, College of Chemistry and Chemical Engineering, Hubei University, Wuhan 430062, China; School of Public Health, North China University of Science and Technology, Tangshan 063210, Hebei, China
研究方向
食品安全檢測 MXene 量子點 微波輔助納米材料合成 雙模態(tài)傳感 紙基檢測 智能手機可視化分析

事實快照

  • 論文：微波輔助合成氮、磷摻雜 Ti3C2 MXene 量子點，用于便攜式智能手機平臺的比色/熒光雙模態(tài)亞硝酸鹽測定
  • 設(shè)備：XH-100A
  • 期刊與分區(qū)：Sensors and Actuators B: Chemical，中科院 1 區(qū)
  • 核心條件：溫度 120 ℃；微波功率 800 W；時間 25 min / 10 min / 20 min
  • 關(guān)鍵結(jié)果：加標(biāo)回收實驗顯示回收率 94.4%；加標(biāo)回收實驗顯示回收率 -105.7%；量子產(chǎn)率 21.5%
  • 用途：可作為 食品安全檢測、MXene 量子點 的論文證據(jù)頁。

研究摘要

作者采用簡便的微波輔助方法制備出綠色熒光 N, P-Ti3C2 MQDs，顯著縮短了反應(yīng)時間。所得量子點表現(xiàn)出激發(fā)依賴發(fā)光、抗光漂白和良好分散性。研究進一步利用 N, P-Ti3C2 MQDs 與 Phen-Fe2+ 復(fù)合體系構(gòu)建了亞硝酸鹽雙模態(tài)檢測平臺: Phen-Fe2+ 先通過內(nèi)濾效應(yīng)淬滅量子點熒光并賦予體系橙色，加入 NO2- 后，因其與 Fe2+ 發(fā)生氧化還原反應(yīng)，熒光逐步恢復(fù)、顏色由橙色變?yōu)榻鼰o色。論文還把該體系拓展成紙基試紙條，并結(jié)合智能手機實現(xiàn)實時可視化定量檢測，同時在真實香腸樣品中獲得了良好結(jié)果。

研究背景與解決的問題

作者采用簡便的微波輔助方法制備出綠色熒光 N, P-Ti3C2 MQDs，顯著縮短了反應(yīng)時間。

設(shè)備應(yīng)用與實驗條件

項目參數(shù)
溫度120 ℃
微波功率800 W
時間25 min / 10 min / 20 min

關(guān)鍵結(jié)果

加標(biāo)回收實驗顯示回收率 94.4%
加標(biāo)回收實驗顯示回收率 -105.7%
量子產(chǎn)率 21.5%
顯示其平均粒徑 3.11 ± 0.86 nm
指標(biāo)結(jié)果
加標(biāo)回收實驗顯示回收率94.4%
加標(biāo)回收實驗顯示回收率-105.7%
量子產(chǎn)率21.5%
顯示其平均粒徑3.11 ± 0.86 nm

機制/方法亮點

  • Phen-Fe2+ 復(fù)合物在 520 nm 附近具有吸收峰，并與 N, P-Ti3C2 MQDs 的發(fā)射光譜發(fā)生重疊，因此能夠通過內(nèi)濾效應(yīng)顯著淬滅量子點熒光。
  • 當(dāng) NO2- 加入后，會把 Fe2+ 氧化為 Fe3+，破壞原有的 Phen-Fe2+ 復(fù)合狀態(tài)，使內(nèi)濾效應(yīng)減弱，量子點熒光隨之恢復(fù)。
  • 同一過程中，體系顏色會從橙色逐步變淺并趨于無色，因此實現(xiàn)了“熒光恢復(fù) + 顏色褪去”的雙模態(tài)同步響應(yīng)。
  • N、P 共摻雜和 formamide 反應(yīng)環(huán)境共同調(diào)控了 Ti3C2 MQDs 的結(jié)構(gòu)與表面化學(xué)，使其獲得更高量子產(chǎn)率和綠色發(fā)射特征，為高對比度檢測打下材料基礎(chǔ)。
  • 紙基平臺把上述光學(xué)變化轉(zhuǎn)移到濾紙載體上，再通過智能手機讀取 RGB 信息，實現(xiàn)便攜化、低成本的定量分析。

應(yīng)用價值

  • 依托 XH-100A 在 25 min 內(nèi)完成 N, P-Ti3C2 MQDs 微波快速制備，把量子點合成與傳感應(yīng)用高效打通。
  • 通過 N、P 共摻雜把 Ti3C2 MQDs 從常見藍光發(fā)射推進到綠色熒光，并實現(xiàn) 21.5% 的量子產(chǎn)率。
  • 同時構(gòu)建熒光和比色兩條檢測通道，兼顧靈敏度、線性范圍和結(jié)果可信度。
  • 不只停留在溶液體系，還進一步做成紙基試紙條并結(jié)合智能手機讀數(shù)，應(yīng)用落地方向清晰。

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常見問題

這篇論文使用了哪種設(shè)備？
本研究使用 XH-100A。
研究的核心發(fā)現(xiàn)是什么？
該研究發(fā)表于 Sensors and Actuators B: Chemical（2022），使用 XH-100A 開展 食品安全檢測、MXene 量子點 研究，關(guān)鍵結(jié)果包括加標(biāo)回收實驗顯示回收率 94.4%；加標(biāo)回收實驗顯示回收率 -105.7%；量子產(chǎn)率 21.5%。
該研究發(fā)表在哪個期刊？
發(fā)表于 Sensors and Actuators B: Chemical，中科院 1 區(qū)。
引用信息
Microwave-assisted synthesis of nitrogen, phosphorus-doped Ti3C2 MXene quantum dots for colorimetric/fluorometric dual-modal nitrite assay with a portable smartphone platform
Sensors and Actuators B: Chemical, 2022
DOI: 10.1016/j.snb.2022.131410