纳米氧化锌的制备及在生物和光催化方面应用研究

发布时间：2020-03-05 05:49

【摘要】：氧化锌（ZnO）是宽禁带半导体材料，室温下电子能隙约为3.37eV，激子束缚能~60meV，具有良好的光学、电学和催化特性。结合了纳米材料的特性，ZnO纳米结构在磁、光、电、气敏等方面具有比块体ZnO更优异的性能，在太阳能电池、压电材料、气敏材料、催化材料、紫外屏蔽材料、以及生物医学等领域具有广阔开发前景。本文采用溶胶-凝胶法和水热法制备了不同形貌的ZnO纳米结构，对材料在生物医学和光催化方面的应用进行了初步研究。主要工作如下： (一)研究了氧化锌纳米颗粒(ZnONPs)的制备、修饰、表征及其生物相容性。 1．ZnONPs的制备及表面修饰:我们采用溶胶-凝胶法制备了ZnONPs，并用氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）对表面进行修饰。 2．ZnONPs的表征:采用透射电镜（TEM）、动态光散射粒度分析仪(DLS)、红外吸收谱(FT-IR)、紫外-可见吸收谱(UV-Vis)、光致发光光谱(PL)、光致激发谱(PLE)对修饰前后的ZnONPs（APTES-ZnONPs)进行表征。 3．APTES-ZnONPs细胞毒性实验:研究修饰后的氧化锌纳米晶对乳腺癌细胞(MCF-7)的毒性。结果表明，当颗粒浓度在30mg·L-1以下时，细胞活性仍有80%。 4.APTES-ZnONPs光催化治疗肿瘤实验：设置不同的浓度组，研究加入APTES-ZnONPs后细胞毒性随光照时间的变化。结果表明随着光照时间的延长，，细胞毒性增强，且APTES-ZnONPs浓度越大，效果越明显。在加入的APTES-ZnONPs为30mg·L-1、光照时间为5min时，细胞活性为60%。 (二)研究了不同形貌氧化锌纳米结构的制备、光催化性质及生长机理、。 1．不同形貌氧化锌纳米结构的制备:我们采用水热法，通过调节反应物的投料比，制备出不同形貌的氧化锌微纳结构：包括纳米花、纳米棒及纳米片。并利用扫描电子显微镜和X射线衍射对材料进行了表征。 2．氧化锌纳米结构的发光性质：结果表明不同纳米结构的发光非常相似，其本征激子激发发光较弱，但与缺陷相关的发光较强，且合成时NaOH的含量越多，缺陷发光越明显。 3．不同形貌纳米氧化锌的光催化特性：通过分析其光催化降解亚甲基蓝（MB）分子效果，研究不同形貌氧化锌微纳结构的光催化效率。结果表明，片状结构的纳米ZnO催化效果好。 4.氧化锌纳米结构生长机理分析：根据不同的实验条件对氧化锌纳米结构形貌影响，探讨了不同形貌氧化锌纳米结构的生长机理。 （三）ZnO纳米线薄膜（ZnONW）的制备和表征 1.ZnONW的制备：以六水合硝酸锌和六次亚甲基四胺为原料,用水热法在不同基片上制备了均匀的氧化锌纳米线薄膜。 2.ZnONW的表征：用XRD、SEM、拉曼光谱表征其结构、形貌。
【图文】：

氧化锌结构类型Fig.1-1structuretypeofZnO

APTES-ZnONPs的TEM图
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O472;TB383.1

【参考文献】

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1 秦勇;细胞内ROS水平改变对细胞活性及相关信号传导途径的影响[D];浙江大学;2012年

本文编号：2584932