核/壳型硅量子点@铽配合物复合材料的制备及其对硝基苯的可视化多色荧光传感

Nitrobenzene (NB) can seriously damage the ecosystems of water and soil as well as human health. Therefore, it is of great significance to design accurate, rapid and sensitive nitrobenzene recognition sensors. In this project, we are devoted to synthesize composite materials of core/shell-shaped Si quantum dots@Tb-based coordination complex for the visual multicolor-luminescent detection of nitrobenzene with high sensitivity. The composite materials will be prepared by encapsulating Si QDs in SiO2, and then covalently grafted terbium complex on the surface of SiO2. The photoluminescence of the composite materials could be changed from green to red when they are treated by nitrobenzene. The influences of different ligands and open metal sites on the sensing performances would be studied for screening a better sensor to nitrobenzene. The research results might have theoretical and practical significance for the design and assembly of novel nitrobenzene identification sensors.

硝基苯(NB)能够对水体、土壤等生态系统及人体健康造成严重的危害。因此，设计准确、快速、灵敏的NB识别传感器具有重要意义。为提高低浓度下传感器的灵敏度，本课题拟合成核/壳型硅量子点@铽配合物的复合材料以实现对NB的可视化多色荧光传感。运用硅量子点优异的发光性能，提出用二氧化硅对硅量子点进行绝缘包裹：一、减少环境对核内量子点表面的化学和光氧化作用；二、把核/壳型的硅量子点作为一个纳米平台，对其表面进行有机功能化，在壳层引入不同的铽配合物，从而提高稀土配合物的发光稳定性。同时开放金属位点，通过多色荧光的变化来选择性识别并定量检测NB，同时进一步探讨配体的差异以及开放金属位点前后对识别效果的影响，筛选出识别性能最为优良的荧光传感器。本课题的成功实施将为新型硝基苯识别传感器的设计及组装提供重要的理论依据和实验支持。

有毒有机物以及重金属离子能够对环境造成一系列的污染问题，因此，对环境中的有毒有机物以及重金属离子进行高灵敏度和高选择性的检测具有非常重要的意义，荧光分析法因其快速灵敏、操作方便、可无损提供被测物种的动态时空分布等优点成为检测和分析的理想方法。然而目前报道的传感器通常是基于单一发光峰强度变化来实现的，灵敏性较差，往往需要额外校准。因此为了更加直观快速的实现对某种物质的识别，设计及合成可视化多色荧光传感器成为一种新的思路。金属-有机框架化合物（MOFs）是一类新兴的多功能晶体材料，具有良好的稳定性、高的孔隙率和比表面积等特性，在气体存储、化学分离、催化及荧光传感等方面有着良好的应用。并且MOF的结构易通过后修饰实现性能调控，我们通过对几种发光MOFs的结构进行后修饰，制备了对环境污染物的多色荧光传感器，解决了目前单一发光峰强度变化带来的灵敏度差、误差大的科学问题，为多色荧光传感体系奠定一定的理论基础。