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微波辅助合成氮、磷掺杂 Ti3C2 MXene 量子点，用于便携式智能手机平台的比色/荧光双模态亚硝酸盐测定

该研究发表于 Sensors and Actuators B: Chemical（2022），使用 XH-100A 开展 食品安全检测、MXene 量子点 研究，关键结果包括加标回收实验显示回收率 94.4%；加标回收实验显示回收率 -105.7%；量子产率 21.5%。

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论文编号 485
应用方向 食品安全检测、MXene 量子点、微波辅助纳米材料合成、双模态传感、纸基检测、智能手机可视化分析
关键结果 加标回收实验显示回收率 94.4%
核心条件 温度 120 ℃
论文编号
485
期刊
Sensors and Actuators B: Chemical
影响因子
7.46
中科院分区
1 区
发表年份
2022
DOI
10.1016/j.snb.2022.131410
设备型号
XH-100A
作者单位
湖北大学；湖北大学化学化工学院、有机功能分子合成与应用教育部重点实验室、湖北省先进有机化工材料协同创新中心；华北理工大学公共卫生学院
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
食品安全检测 MXene 量子点 微波辅助纳米材料合成 双模态传感 纸基检测 智能手机可视化分析

事实快照

  • 论文：微波辅助合成氮、磷掺杂 Ti3C2 MXene 量子点，用于便携式智能手机平台的比色/荧光双模态亚硝酸盐测定
  • 设备：XH-100A
  • 期刊与分区：Sensors and Actuators B: Chemical，中科院 1 区
  • 核心条件：温度 120 ℃；微波功率 800 W；时间 25 min / 10 min / 20 min
  • 关键结果：加标回收实验显示回收率 94.4%；加标回收实验显示回收率 -105.7%；量子产率 21.5%
  • 用途：可作为 食品安全检测、MXene 量子点 的论文证据页。

研究摘要

作者采用简便的微波辅助方法制备出绿色荧光 N, P-Ti3C2 MQDs，显著缩短了反应时间。所得量子点表现出激发依赖发光、抗光漂白和良好分散性。研究进一步利用 N, P-Ti3C2 MQDs 与 Phen-Fe2+ 复合体系构建了亚硝酸盐双模态检测平台: Phen-Fe2+ 先通过内滤效应淬灭量子点荧光并赋予体系橙色，加入 NO2- 后，因其与 Fe2+ 发生氧化还原反应，荧光逐步恢复、颜色由橙色变为近无色。论文还把该体系拓展成纸基试纸条，并结合智能手机实现实时可视化定量检测，同时在真实香肠样品中获得了良好结果。

研究背景与解决的问题

作者采用简便的微波辅助方法制备出绿色荧光 N, P-Ti3C2 MQDs，显著缩短了反应时间。

设备应用与实验条件

项目参数
温度120 ℃
微波功率800 W
时间25 min / 10 min / 20 min

关键结果

加标回收实验显示回收率 94.4%
加标回收实验显示回收率 -105.7%
量子产率 21.5%
显示其平均粒径 3.11 ± 0.86 nm
指标结果
加标回收实验显示回收率94.4%
加标回收实验显示回收率-105.7%
量子产率21.5%
显示其平均粒径3.11 ± 0.86 nm

机制/方法亮点

  • Phen-Fe2+ 复合物在 520 nm 附近具有吸收峰，并与 N, P-Ti3C2 MQDs 的发射光谱发生重叠，因此能够通过内滤效应显著淬灭量子点荧光。
  • 当 NO2- 加入后，会把 Fe2+ 氧化为 Fe3+，破坏原有的 Phen-Fe2+ 复合状态，使内滤效应减弱，量子点荧光随之恢复。
  • 同一过程中，体系颜色会从橙色逐步变浅并趋于无色，因此实现了“荧光恢复 + 颜色褪去”的双模态同步响应。
  • N、P 共掺杂和 formamide 反应环境共同调控了 Ti3C2 MQDs 的结构与表面化学，使其获得更高量子产率和绿色发射特征，为高对比度检测打下材料基础。
  • 纸基平台把上述光学变化转移到滤纸载体上，再通过智能手机读取 RGB 信息，实现便携化、低成本的定量分析。

应用价值

  • 依托 XH-100A 在 25 min 内完成 N, P-Ti3C2 MQDs 微波快速制备，把量子点合成与传感应用高效打通。
  • 通过 N、P 共掺杂把 Ti3C2 MQDs 从常见蓝光发射推进到绿色荧光，并实现 21.5% 的量子产率。
  • 同时构建荧光和比色两条检测通道，兼顾灵敏度、线性范围和结果可信度。
  • 不只停留在溶液体系，还进一步做成纸基试纸条并结合智能手机读数，应用落地方向清晰。

相关仪器推荐

XH-100A+ 微波催化合成萃取仪
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常见问题

这篇论文使用了哪种设备？
本研究使用 XH-100A。
研究的核心发现是什么？
该研究发表于 Sensors and Actuators B: Chemical（2022），使用 XH-100A 开展 食品安全检测、MXene 量子点 研究，关键结果包括加标回收实验显示回收率 94.4%；加标回收实验显示回收率 -105.7%；量子产率 21.5%。
该研究发表在哪个期刊？
发表于 Sensors and Actuators B: Chemical，中科院 1 区。
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