An Innovative Metal Ions Sensitive "Test Paper" Based on Virgin Nanoporous Silicon Wafer: Highly Selective to Copper(II).
An Innovative Metal Ions Sensitive "Test Paper" Based on Virgin Nanoporous Silicon Wafer: Highly Selective to Copper(II).
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基于原始纳米多孔硅片的创新金属离子敏感“试纸”：对铜（II）具有高选择性
DOI：
10.1038/srep36654
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发表时间：
2016-11-08
影响因子：
4.6
通讯作者：
Zou Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li S;Chen X;Ma W;Ding Z;Zhang C;Chen Z;He X;Shang Y;Zou Y
开发基于原生纳米多孔硅（NPSi）的创新“试纸”，该材料显示出强烈的可见光发射和优异的荧光稳定性。可见荧光猝灭“试纸”对μmol/L的Cu ~（2+）具有高度的选择性和灵敏度。在5 × 10−7 ~50 × 10− 7 mol/L浓度范围内，建立了定量检测Cu 2+的线性回归方程IPL = 1226.3-13.6[CCu 2 +]（R = 0.99）。最后，通过对NPSi和金属离子浸渍NPSi后表面化学变化的XPS表征，提出了Cu 2+对NPSi探针的荧光猝灭机理。结果表明，SiHx物种对NPSi的PL发射有明显的贡献，氧化态的引入和非辐射复合中心是导致PL猝灭的主要原因。这些结果证明了原生NPSi晶片如何可以用作Cu 2+传感器。该工作对研制能够实现快速、可视、实时检测多种有毒金属离子的简易仪器具有重要意义。
Developing an innovative “Test Paper” based on virgin nanoporous silicon (NPSi) which shows intense visible emission and excellent fluorescence stability. The visual fluorescence quenching “Test Paper” was highly selective and sensitive recognizing Cu2+ at μmol/L level. Within the concentration range of 5 × 10−7 ~50 × 10−7mol/L, the linear regression equation of IPL = 1226.3-13.6[CCu2+] (R = 0.99) was established for Cu2+ quantitative detection. And finally, Cu2+ fluorescence quenching mechanism of NPSi prober was proposed by studying the surface chemistry change of NPSi and metal ions immersed-NPSi using XPS characterization. The results indicate that SiHx species obviously contribute to the PL emission of NPSi, and the introduce of oxidization state and the nonradiative recombination center are responsible for the PL quenching. These results demonstrate how virgin NPSi wafer can serve as Cu2+ sensor. This work is of great significant to promote the development of simple instruments that could realize rapid, visible and real-time detection of various toxic metal ions.
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