高能脉冲激光法碳及钆碳量子点的制备、结构表征和磁共振增强应用

发布时间：2021-01-02 01:17

　　纳米技术已经融合到物理、能源、环境和生物医学等很多领域。在荧光量子点方面,通过物理的、化学的纳米技术制备绿色环保的荧光碳量子点,成为了继富勒烯、碳纳米管和石墨烯之后的又一个研究热点。在生物医学方面,核壳结构大大降低了无机荧光量子点的生物毒性,为纳米技术的生物应用提供了保障。然而量子点因粒径小,表面很难生长全包覆的壳层,而脂类等壳层分子与核之间的弱成键作用会因酸、碱而被破坏。因此,高稳定性的包覆层仍然是一项亟待解决的技术。恶性肿瘤的是全世界最难攻克的医学难题之一。临床医学上,常常利用磁共振增强剂来提高恶性肿瘤诊断的准确率,然而,钆的一类螯合物分子不仅弛豫率低,而且因包裹不严被证实具有潜在的生物毒性。因此,无毒的磁性量子点有望在磁共振的效果、剂量和安全性等方面获得跨越式的进步和巨大的潜在应用价值。本文围绕强脉冲激光与含碳物质分子的相互作用,制备了荧光碳量子点和碳包覆的钆碳量子点,并研究了钆碳量子点的磁共振增强特性,研究成果如下:1.利用KrF准分子激光器的输出波长为248 nm,脉冲宽度为20 ns,以170-400mJ、10Hz的高能脉冲对甲苯溶液直接进行照射。实验结果显示,在没有催化剂... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

富勒烯（a）C60分子，（b）C70分子Fig.1-2Fullerenes:(a)C60molecule,(b)C70molecule

合肥工业大学博士研究生学位论文1.2.3 碳纳米管发现富勒烯仅一年后，1991 年 11 月 7 日，日本电镜学家 S. Iijima 教授利用高分辨透射电镜观察电弧法制备富勒烯分子的产物时，惊讶地发现了一种新的碳结构，它有着类似石墨六边形的结构，形状并不是 C60那样笼装结构，而是一种的管状结构，他称之为 Helical microtubule[6]，这就是后来人们所熟悉的碳纳米管（carbonnano tube，CNT）（如图 1-3 所示），而根据透射电镜显示的结果，碳纳米管又可以分成单壁碳纳米管（single-walled carbon nanotube，SWCNT）、双壁碳纳米管（double-walled carbon nanotubes，DWCNT）和多壁碳纳米管（multi-walled carbonnanotubes, MWCNT）[6,7]。碳纳米管的直径小至几纳米，大至几十纳米，长度可达几微米甚至几毫米。

米管内形成了长度超过了 6000 个碳原子的碳链（结构如图1-4(c-d)所示）[10]，该一维碳链因包裹在碳纳米管中而呈现了极好的稳定性，远远超过了此前 W.A. Chalifoux 和 R. R. Tykwinski 报道的 44 个碳原子的碳链[11]。图 1-4 石墨的二维和一维结构：（a）单层石墨烯示例，（b）双层石墨烯示例，（c）单壁碳纳米管中的一维碳链，（d）双壁碳纳米管中的一维碳链Fig. 1-4 2D graphene: (a) single layer graphene, (b) double layer graphene, 1D carbyne,(c) 1D carbyne inside of SWCNT, (d) 1D carbyne inside of DWCNT1.3 不同碳物质的晶体结构1.3.1 立方金刚石和六方石墨的晶体结构从早期人们对石墨和金刚石的表象认识到后来新型碳材料的发现，有着历史的必然性，而 X 射线波动性的发现为后来晶体学的发展奠定了坚实的基础。1895年 11 月 8 日，德国物理学家伦琴（W. C. R ntgen）发现了 X 射线。1912 年 1 月，德国慕尼黑大学索末菲（A. Sommerfeld）的学生厄瓦尔德（P. P. Ewald）在完成博士论文期间

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于钆金属富勒烯纳晶相变膨胀的一种高效血管靶向肿瘤治疗技术（英文）[J]. 甄明明,舒春英,李杰,张国强,王太山,罗毅,邹头君,邓睿君,方芳,雷皓,王春儒,白春礼.  Science China Materials. 2015(10)
[2]激光法合成纳米金刚石的高分辨电镜研究(英文)[J]. 孙景,雷贻文,翟琪,杨星,杨晶,杜希文.  纳米技术与精密工程. 2005(03)



本文编号：2952361