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Carbon quantum dot synthesis of a Ag/PCQD composite for the visual detection of Hg2+ in dH2O solution and seawater samples
New Journal of Chemistry ( IF 2.7 ) Pub Date : 2022-09-24 , DOI: 10.1039/d2nj04379c
Lin-Li Wu 1 , Xiao-Hong Li 1 , Ying Liu 2 , Yan-Li Leng 1 , Yang Li 1 , Xiao-Hua Cai 1
New Journal of Chemistry ( IF 2.7 ) Pub Date : 2022-09-24 , DOI: 10.1039/d2nj04379c
Lin-Li Wu 1 , Xiao-Hong Li 1 , Ying Liu 2 , Yan-Li Leng 1 , Yang Li 1 , Xiao-Hua Cai 1
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In this study, carbon quantum dots (PCQDs) were synthesized via a simple, green, single-step ultrasonic method from palm mane with a fluorescence quantum yield (QY) of 38.5%. A stable silver nanoparticle/carbon quantum dot (Ag/PCQD) composite was prepared using PCQDs and silver nitrate with a color change from brown to red-brown. When Hg2+ from Hg(ClO4)2 was introduced to the Ag/PCQD composite in dH2O solution and seawater samples, a color change from red-brown to colorless was observed. The interactions between the PCQDs, Ag/PCQDs and Ag/PCQDs after the addition of Hg2+ were investigated using TEM and XPS analyses. The analyses showed that the formation of a silver–mercury (AgHg) amalgam could be the working mechanism of this system. Moreover, we found that the Ag/PCQDs can also detect Hg2+ from HgCl2, Hg(NO3)2, Hg(OAc)2 and CH3HgCl (organic mercury species) with good detection performance in dH2O solution and seawater samples. It is vital to develop a sensing method that can detect Hg2+ in seawater samples. Therefore, an efficient sensing platform for detecting Hg2+ in pure water solution and seawater was constructed using the Ag/PCQD composite prepared from palm mane biomass. When Hg2+ from Hg(ClO4)2 was added to dH2O and 3.5% saline solution, the calculated detection limits were found to be 35.4 and 14.3 nM, respectively. The detected concentration exceeds the Hg2+ concentrations commonly found in seawater (∼300–400 nM). Furthermore, it is possible to improve the on-site analysis of complex seawater samples with colorimetric response without the need for complex equipment. Our strategy provides a highly innovative, rapid and low-cost method for the detection of Hg2+ in complex water matrices and seawater samples.
中文翻译:
用于视觉检测 dH2O 溶液和海水样品中 Hg2+ 的 Ag/PCQD 复合材料的碳量子点合成
在这项研究中,碳量子点 (PCQDs)通过简单的绿色单步超声波法从棕榈鬃毛中合成,荧光量子产率 (QY) 为 38.5%。使用 PCQD 和硝酸银制备稳定的银纳米颗粒/碳量子点 (Ag/PCQD) 复合材料,颜色从棕色变为红棕色。当将来自 Hg(ClO 4 ) 2的 Hg 2+引入到 dH 2 O 溶液和海水样品中的 Ag/PCQD 复合材料中时,观察到颜色从红棕色变为无色。添加 Hg 2+后 PCQDs、Ag/PCQDs 和 Ag/PCQDs 之间的相互作用使用 TEM 和 XPS 分析进行了研究。分析表明,银汞 (AgHg) 汞齐的形成可能是该系统的工作机制。此外,我们发现Ag/PCQDs还可以检测HgCl 2、Hg(NO 3 ) 2、Hg(OAc) 2和CH 3 HgCl(有机汞物种)中的Hg 2+ ,在dH 2 O溶液中具有良好的检测性能,并且海水样品。开发一种能够检测海水样品中Hg 2+的传感方法至关重要。因此,一种检测Hg 2+的高效传感平台使用由棕榈鬃毛生物质制备的 Ag/PCQD 复合材料在纯水溶液和海水中构建。当将来自 Hg(ClO 4 ) 2的 Hg 2+添加到 dH 2 O 和 3.5% 盐水溶液中时,计算出的检测限分别为 35.4 和 14.3 nM。检测到的浓度超过了海水中常见的 Hg 2+浓度(~300-400 nM)。此外,可以通过比色响应改进复杂海水样品的现场分析,而无需复杂的设备。我们的策略为检测复杂水基质和海水样品中的 Hg 2+提供了一种高度创新、快速且低成本的方法。
更新日期:2022-09-24
中文翻译:
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用于视觉检测 dH2O 溶液和海水样品中 Hg2+ 的 Ag/PCQD 复合材料的碳量子点合成
在这项研究中,碳量子点 (PCQDs)通过简单的绿色单步超声波法从棕榈鬃毛中合成,荧光量子产率 (QY) 为 38.5%。使用 PCQD 和硝酸银制备稳定的银纳米颗粒/碳量子点 (Ag/PCQD) 复合材料,颜色从棕色变为红棕色。当将来自 Hg(ClO 4 ) 2的 Hg 2+引入到 dH 2 O 溶液和海水样品中的 Ag/PCQD 复合材料中时,观察到颜色从红棕色变为无色。添加 Hg 2+后 PCQDs、Ag/PCQDs 和 Ag/PCQDs 之间的相互作用使用 TEM 和 XPS 分析进行了研究。分析表明,银汞 (AgHg) 汞齐的形成可能是该系统的工作机制。此外,我们发现Ag/PCQDs还可以检测HgCl 2、Hg(NO 3 ) 2、Hg(OAc) 2和CH 3 HgCl(有机汞物种)中的Hg 2+ ,在dH 2 O溶液中具有良好的检测性能,并且海水样品。开发一种能够检测海水样品中Hg 2+的传感方法至关重要。因此,一种检测Hg 2+的高效传感平台使用由棕榈鬃毛生物质制备的 Ag/PCQD 复合材料在纯水溶液和海水中构建。当将来自 Hg(ClO 4 ) 2的 Hg 2+添加到 dH 2 O 和 3.5% 盐水溶液中时,计算出的检测限分别为 35.4 和 14.3 nM。检测到的浓度超过了海水中常见的 Hg 2+浓度(~300-400 nM)。此外,可以通过比色响应改进复杂海水样品的现场分析,而无需复杂的设备。我们的策略为检测复杂水基质和海水样品中的 Hg 2+提供了一种高度创新、快速且低成本的方法。