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Highly Electrochemiluminescent Cs4PbBr6@CsPbBr3 Perovskite Nanoacanthospheres and Their Application for Sensing Bisphenol A
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2022-11-29 , DOI: 10.1021/acs.analchem.2c03494 Ruifen Sun 1 , Xiumin Yu 1 , Jie Chen 1 , Weiwei Zhang 1 , Yun Huang 1 , Jingcheng Zheng 1 , Yuwu Chi 1
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2022-11-29 , DOI: 10.1021/acs.analchem.2c03494 Ruifen Sun 1 , Xiumin Yu 1 , Jie Chen 1 , Weiwei Zhang 1 , Yun Huang 1 , Jingcheng Zheng 1 , Yuwu Chi 1
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Perovskite quantum dots (PQDs) as recently emerging electrochemiluminescence (ECL) luminophores have been paid much attention due to their good ECL activity, narrow ECL spectra, and easy preparation. However, the PQDs used for ECL sensing were mainly inherited from those PQDs prepared as strong fluorescence (FL) luminophores, which would limit the finding of highly ECL PQDs for sensing due to the very different mechanisms in generating excited-state luminophores between ECL and FL. In order to obtain highly electrochemiluminescent PQDs, for the first time we proposed to synthesize PQDs for ECL sensing rather than for FL-based analysis by optimizing the synthesis conditions. It was revealed that the volume of the precursor solution, the concentrations of CsBr and PbBr2, the amount of capping reagents, and the synthesis reaction temperature all significantly affect the ECL activity of PQDs. On the basis of the optimization of the synthesis conditions, we obtained a new type of PQDs with high ECL activity. The new PQDs were characterized by several technologies, such as scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, and energy dispersive X-ray spectrum, to be the hybrids of 3D PQDs (CsPbBr3) and 0D PQDs (Cs4PbBr6) with unique morphologies, i.e., Cs4PbBr6@CsPbBr3 PQD nanoacanthospheres (PNAs), in which Cs4PbBr6 was as the core and CsPbBr3 served as the shell. The obtained Cs4PbBr6@CsPbBr3 PNAs had much higher (>4 times) ECL activity than the prevailing 3D (CsPbBr3) PQDs. Finally, the novel Cs4PbBr6@CsPbBr3 PNAs have been applied for the ECL sensing of bisphenol A (BPA), showing a promising application of the highly electrochemiluminescent PQDs in analytical chemistry.
中文翻译：
高电化学发光 Cs4PbBr6@CsPbBr3 钙钛矿纳米棘层球及其在传感双酚 A 中的应用
钙钛矿量子点（PQDs）作为最近出现的电化学发光（ECL）发光体，由于其良好的ECL活性、窄的ECL光谱和易于制备而备受关注。然而，用于 ECL 传感的 PQD 主要继承自那些制备为强荧光 (FL) 发光体的 PQD，这将限制高度 ECL PQD 用于传感的发现，因为 ECL 和 FL 之间产生激发态发光体的机制非常不同. 为了获得高度电化学发光的 PQD，我们首次提出通过优化合成条件来合成用于 ECL 传感的 PQD，而不是用于基于 FL 的分析。结果表明，前体溶液的体积、CsBr 和 PbBr 2的浓度、封端剂的用量和合成反应温度都会显着影响 PQDs 的 ECL 活性。在合成条件优化的基础上，我们获得了一种具有高ECL活性的新型PQDs。新型 PQD 的特征在于扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X 射线衍射和能量色散 X 射线光谱等多项技术，是 3D PQD (CsPbBr 3 ) 和 0D PQD ( Cs 4 PbBr 6 )具有独特的形貌，即Cs 4 PbBr 6 @CsPbBr 3 PQD纳米棘层球(PNAs)，其中Cs 4 PbBr 6为核，CsPbBr 3充当外壳。获得的 Cs 4 PbBr 6 @CsPbBr 3 PNA 具有比主流 3D (CsPbBr 3 ) PQD 高得多（> 4 倍）的 ECL 活性。最后，新型 Cs 4 PbBr 6 @CsPbBr 3 PNA 已应用于双酚 A (BPA) 的 ECL 传感，显示出高电化学发光 PQD 在分析化学中的应用前景。
更新日期：2022-11-29
中文翻译：
高电化学发光 Cs4PbBr6@CsPbBr3 钙钛矿纳米棘层球及其在传感双酚 A 中的应用
钙钛矿量子点（PQDs）作为最近出现的电化学发光（ECL）发光体，由于其良好的ECL活性、窄的ECL光谱和易于制备而备受关注。然而，用于 ECL 传感的 PQD 主要继承自那些制备为强荧光 (FL) 发光体的 PQD，这将限制高度 ECL PQD 用于传感的发现，因为 ECL 和 FL 之间产生激发态发光体的机制非常不同. 为了获得高度电化学发光的 PQD，我们首次提出通过优化合成条件来合成用于 ECL 传感的 PQD，而不是用于基于 FL 的分析。结果表明，前体溶液的体积、CsBr 和 PbBr 2的浓度、封端剂的用量和合成反应温度都会显着影响 PQDs 的 ECL 活性。在合成条件优化的基础上，我们获得了一种具有高ECL活性的新型PQDs。新型 PQD 的特征在于扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X 射线衍射和能量色散 X 射线光谱等多项技术，是 3D PQD (CsPbBr 3 ) 和 0D PQD ( Cs 4 PbBr 6 )具有独特的形貌，即Cs 4 PbBr 6 @CsPbBr 3 PQD纳米棘层球(PNAs)，其中Cs 4 PbBr 6为核，CsPbBr 3充当外壳。获得的 Cs 4 PbBr 6 @CsPbBr 3 PNA 具有比主流 3D (CsPbBr 3 ) PQD 高得多（> 4 倍）的 ECL 活性。最后，新型 Cs 4 PbBr 6 @CsPbBr 3 PNA 已应用于双酚 A (BPA) 的 ECL 传感，显示出高电化学发光 PQD 在分析化学中的应用前景。
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