氧富石墨烯量子点：精准探测 Pr3+、Ho3+、Er3+的创新之光

高纯度稀土材料中的稀土杂质严重影响性能，检测需求迫切。研究人员利用氧化切割法合成氧富石墨烯量子点（GQDs）来检测 Pr3+、Ho3+、Er3+，其荧光强度与离子浓度呈线性相关，为稀土离子检测提供新途径。

　　高纯度稀土材料中的稀土杂质会显著影响其性能，因此开发准确快速的稀土检测方法迫在眉睫。石墨烯量子点（Graphene Quantum Dots，GQDs）有望成为荧光探针。本研究提出一种利用氧富 GQDs 测定能量共振稀土离子（Pr³⁺、Ho³⁺、Er³⁺）浓度的新方法。这些 GQDs 通过 H₂O₂和 KOH 的氧化切割法合成，再用不同透析袋分离。GQDs 的荧光强度分别在 5 - 200 μM、100 - 350 μM 和 20 - 150 μM 范围内与 Pr³⁺、Ho³⁺、Er³⁺的浓度呈现强线性相关。模拟了工业分离高纯度 Pr³⁺的情况，在 Nd³⁺干扰下，Pr³⁺在 10 - 130 μM 范围内荧光强度仍呈线性相关。研究人员利用综合多维表征技术系统研究了传感机制。紫外 - 可见光谱（UV - Vis）和拉曼光谱（Raman spectroscopy）显示，Pr³⁺离子通过 π 共轭体系和氧原子孤对电子的协同配位与 GQDs 形成基态配合物。时间分辨光致发光光谱（TRPL）证明了基于光谱共振的从 GQDs 到 Pr³⁺的能量转移，且弛豫过程伴随量子能量损失。此外，Pr³⁺的荧光光谱（FL spectrum）表明，基态配合物的形成诱导基态能级分裂，促进荧光共振能量转移。静态和动态猝灭的共同作用导致 GQDs 的荧光衰减。这项工作展示了 GQDs 在快速准确检测稀土离子方面的巨大潜力。