本論文では、クエン酸と尿素を炭素源、硫酸銅と塩化鉄を活性金属源として、水熱法により鉄銅二元金属共ドープ蛍光カーボンドット（Fe-Cu-CDs）を合成した。水系において、本カーボンドットは精密な蛍光センシングによる塩酸ドキシサイクリン（DOX）の認識機能と、過一硫酸塩（PMS）活性化による高効率なDOX分解触媒機能を兼ね備える。Fe-Cu-CDsの蛍光量子収率は73.2%で、優れた蛍光特性と耐干渉性を有する。静的蛍光消光及び光誘起電子移動機構に基づき、Fe-Cu-CDsは水中のDOXを特異的に認識でき、0～100μmol/Lの濃度範囲で蛍光消光度はDOX濃度と良好な線形関係を示し、検出下限は51.7 nmol/Lである。Fe-Cu-CDsは非ラジカル経路で一重項酸素を生成し、フェントン様酸化過程を媒介し、60分内にDOXの分解率は最大83.6%に達し、3回の分解サイクル後も65.6%を維持する。同時に、X線光電子分光法、電気化学インピーダンススペクトロスコピー、二重層静電容量の正規化解析により、Fe-Cu-CDsの二元金属協奏効果が幾何学的な露出と電子移動の両面において材料の認識能力と触媒効率を相乗的に強化することが確認された。よって、鉄銅二元金属ドープカーボンドットは蛍光センシング認識と一重項酸素媒介非ラジカル高次酸化分解の優位性を兼ね備え、水環境中のテトラサイクリン系抗生物質の一体化検出及び処理手法に対し新規で高効率な蛍光機能材料と技術的支援を提供する。

カーボンドット;塩酸ドキシサイクリン;特異的認識;PMS活性化;非ラジカル分解