成果简介
石墨烯量子点（GQDs）由于其良好的生物相容性、低毒性、令人难以置信的荧光和有趣的物理化学特性而引起了人们的极大研究兴趣。然而，酸性污染和昂贵的产品价格等根本问题仍然是其商业化的障碍。本文，松山湖材料实验室A. Abbas等研究人员在《Materials Today Chemistry》期刊发表名为“One-step green synthesis of biomass-derived graphene quantum dots as a highly selective optical sensing probe”的论文，研究提出了一种环保的一步法，使用生物质废红茶包为原料和相对绿色的溶剂“乙醇”制备GQDs。这种方法同时解决了强酸污染物和昂贵前体引发的高成本问题。
结果表明，GQDs的尺寸范围为0.5–4nm，厚度为1–3层石墨烯。所制备的GQDs表现出相当大的表面接枝和优异的光学性能，具有21%的高量子产率。这些GQD由于其独特的光学性质而被用作检测铁离子（Fe3+）的荧光探针。开发了一种精确且选择性的传感器，检测极限低至0.5μM。这项工作确定了使用相对绿色的工艺和廉价的生物质前体来生产高质量GQDs的重要性，这些GQDs在光催化、生物成像和实际传感应用中具有广阔的应用前景。
图文导读
图1.生物质废物中石墨烯量子点（GQD）合成过程的示意图。废茶叶在200°C下进行热液处理，形成涡轮层碳，涡轮层碳进一步发展为芳香碳，随后在8-12小时内产生亮蓝色荧光GQD。
图2.（a） GQDs-8、（b） GQD-12 在 300 至 400 nm 激发范围内的光致发光 （PL） 发射光谱。
图3.（a）粒度分布，（b，c）低倍和高倍率的透射电子显微镜（TEM）图像和（d）显示GQDs-12晶格条纹的高分辨率TEM图像，插图是GQD的FFT。
图4.废茶叶粉和GQDs-12的FTIR光谱表明从前体到产品的表面官能团发生了实质性变化
图5.石墨烯量子点（20 μg/mL）含铁的荧光光谱浓度范围为0 至 100 μM，激发波长为340 nm，（b） 浓度在0-6μM的低浓度范围内荧光强度和Fe3 的线性回归图。
小结
综上所述，本文开发了一种灵敏度高达0.5μM的传感器。这种简单而成功的方法证明了高质量、低廉、可持续性以及扩大规模以商业规模生产高级 GQD 的能力的优势。目前的工作强调了利用废弃生物质资源为实际应用创造有价值的纳米材料的必要性。
文献：https://doi.org/10.1016/j.mtchem.2023.101555
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