锰掺杂ZnS量子点磷光体系的构建及用于Pb(Ⅱ)的传感识别

董一帆; 艾秋爽; 俞熙仁; 张莉; 梁经天; 张大文; 邱素艳; 《光谱学与光谱分析 》 2025 EI SCI 北大核心 CSCD

摘要：磷光发光寿命长，激发光谱与发射光谱之间有更宽的间距，并能有效避免来自系统和光散射的干扰，因此磷光传感技术在近几年备受关注。采用反应釜水热法合成出水溶性的Mn²⁺掺杂ZnS量子点，对合成出的量子点进行表征，从XRD衍射结果、高倍透射电镜形貌图和TEM-mapping图中都可以得出结论，Mn²⁺成功掺杂进ZnS晶格内部。该量子点在580 nm处出现明显的磷光发射峰，且远远高于420 nm处的荧光峰强度。同时还研究了不同反应条件下，该量子点的磷光性质，发现当前驱体溶液pH为11、反应时间为30 min和Mn²⁺掺杂比例为4%时，其量子点磷光特征峰最高。与传统制备方法相比，该反应釜水热法能够有效将Mn²⁺掺杂至ZnS量子点内部，而非表面，导致其主要以磷光发射为主，而非荧光，有利于提高传感技术的选择性和灵敏度。该研究还发现Pb²⁺能够选择性猝灭Mn掺杂ZnS量子点的磷光，并考察了缓冲液pH、体系反应时间的影响，在最优条件下，建立了一种高灵敏识别Pb²⁺离子的磷光传感技术，其线性范围为0.02～20μmol·L^-1,检测限低至6.6 nmol·L^-1,同时其他常见金属离子对该传感技术无明显干扰作用，对实际样品进行了加标回收实验，回收率为91.9%～114.1%,准确率在83.0%～109.8%之间，证实该传感技术可以用于湖水样品中Pb²⁺的快速识别，具有良好的稳定性和重复性。

关键词： 锰掺杂硫化锌量子点 水热合成法 磷光探针