几种形貌氮化碳及其复合物的制备和在传感中的应用
发布时间：2021-10-19 03:05
近年来随着工业与科技的快速发展,人们生活水平不断提高,社会发展过程中生态环境与生命健康问题越来越受到人们的重视。为了更精确快捷的监测和检测相关参数,越来越多种类的传感器被开发应用到实际环境中,成为了现代社会发展中一项重要工具。石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种新型有机半导体材料,因其具有良好的光电性能、催化活性和廉价易制备等特点而被广泛的应用于化学传感领域。本论文旨在将结构形貌可控、性能优异的纳米级功能材料g-C3N4与光、电化学分析技术相结合,制备出一系列或形貌各异的荧光探针或导电性极佳的电极材料。并在接下来的传感性能实验中,证明了该类材料在人体代谢物和药物定量检测方面具有高灵敏度、高选择性的特点,具有很好的实用价值。具体内容如下:1.采用不同前驱物控制石墨相氮化碳的形貌,通过化学物理方法对氮化碳进行改性。分别以三聚氰胺和尿素为前驱体制备得到比表面积、形貌特征不同的石墨相氮化碳。使用透射、扫描、荧光光谱分析和生物细胞成像等技术对四种形貌石墨相氮化碳的光学性能进行表征、对比,获得了一系列性能参数用于指导后面实验。2.通过简单高效的酸蚀超声法,一步法制备了多孔氮化碳（PCN）荧光探针。通...
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１．２电化学传感器工作原理??
?作站??图１．２电化学传感器工作原理??１．２．１功能化电极修饰方法??功能化电极修饰即化学修饰电极，就是利用电极表面的微结构所提供的多种势场，??使待测物进行有效的分离富集，并通过控制电极电位进一步提高选择性。同时把测定方??法的灵敏性和修饰剂化学反应的选择性相结合，成为电化学传感的理想体系。功能化电??极修饰基底材料主要有三类，分别是：碳材料（石墨、热解石墨、玻碳）；贵金属和半导??体材料。其中玻碳电极因导电性好，化学稳定性高，热胀系数小，质地坚硬，气密性好，??电势适用范围宽，因而被广泛应用于电化学测试中。功能分子修饰到电极表面的方法有??很多，按表面微结构尺度分类包括单分子层类型和多分子层类型两种。单分子层的制备??方法主要有共价键合法、吸附法（包括自组装法、化学吸附法、欠电位沉积法等）
斯托克斯位移（ｓｔｏｋｅｓ?ｓｈｉｆｔ）是指荧光化合物的荧光光谱相较于该物质的紫外吸收??光谱会发生红移。这是因为荧光光谱即荧光发射谱，而荧光物质被光激发后，处于激发??态的电子（如图１．３?Ｓ１上电子）并不是直接辐射跃迁到基态，而是在此之前会通过不同的??机制（如振动松弛、内转化等方式）消耗部分能量，同时跃迁到基态后的电子也要经历一??系列的振动弛豫，因此在光谱图中荧光发射光谱会发生红移。Ｓｔｏｋｅｓ位移越大，表示非??辐射能量损失也越大。如图１．４所示，分别为氮化碳的紫外吸收谱（ａ）、荧光激发谱（ｂ）、??荧光发射谱（ｃ），观察图中曲线可以发现氮化碳的荧光发射谱相较于紫外吸收谱有明显??红移，说明其具有斯托克斯位移效应［４ｈ４２］。??〇?６－?ａ?ｂ?ｃ??购??２００?３００?４００?５００??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ／ｎｍ??图１．４氮化碳的斯托克斯位移示意图??１．３．２荧光量子效率??量子效率是物质的一种重要的荧光性能，表示该荧光化合物将所吸收的光能转变为??荧光的本领，其定义是：荧光化合物发出的光子数与所吸收的光子数的比值。荧光量子??效率与荧光发光强度之间的关系并非完全的正相关
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于原位生成的铜纳米颗粒修饰的羧基化多壁碳纳米管构建同时检测抗坏血酸、多巴胺、尿酸的电化学传感器[J]. 王思远,钟霞,柴雅琴,袁若. 化学传感器. 2016(02)
[2]PANI载的孔状g-C3N4的界面聚合法制备与光催化性能研究[J]. 李宪华,张雷刚,王雪雪,于清波. 无机材料学报. 2015(10)
[3]新型非金属光催化剂——石墨型氮化碳的研究进展[J]. 范乾靖,刘建军,于迎春,左胜利. 化工进展. 2014(05)
[4]氮化碳聚合物半导体光催化[J]. 张金水,王博,王心晨. 化学进展. 2014(01)
[5]维生素C检测方法研究进展[J]. 张昉,高蓉. 中国卫生检验杂志. 2009(02)
[6]全血尿酸生物传感器的研制及临床应用[J]. 陈真诚,王红艳,何继善,邓振生. 分析化学. 2007(04)
[7]荷移反应-紫外分光光度法测定尿酸[J]. 柴宜民,韩素琴,吴雅琴,刘二保. 分析科学学报. 2006(02)
[8]一种改良的磷钨酸还原法用于直接测定血尿酸的实验研究[J]. 吴国进,崔殿义. 陕西医学检验. 1995(02)
[9]荧光量子效率的简化测量方法[J]. 慈云祥,贾欣. 分析化学. 1986(08)
本文编号：3444028
【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１．２电化学传感器工作原理??
?作站??图１．２电化学传感器工作原理??１．２．１功能化电极修饰方法??功能化电极修饰即化学修饰电极，就是利用电极表面的微结构所提供的多种势场，??使待测物进行有效的分离富集，并通过控制电极电位进一步提高选择性。同时把测定方??法的灵敏性和修饰剂化学反应的选择性相结合，成为电化学传感的理想体系。功能化电??极修饰基底材料主要有三类，分别是：碳材料（石墨、热解石墨、玻碳）；贵金属和半导??体材料。其中玻碳电极因导电性好，化学稳定性高，热胀系数小，质地坚硬，气密性好，??电势适用范围宽，因而被广泛应用于电化学测试中。功能分子修饰到电极表面的方法有??很多，按表面微结构尺度分类包括单分子层类型和多分子层类型两种。单分子层的制备??方法主要有共价键合法、吸附法（包括自组装法、化学吸附法、欠电位沉积法等）
斯托克斯位移（ｓｔｏｋｅｓ?ｓｈｉｆｔ）是指荧光化合物的荧光光谱相较于该物质的紫外吸收??光谱会发生红移。这是因为荧光光谱即荧光发射谱，而荧光物质被光激发后，处于激发??态的电子（如图１．３?Ｓ１上电子）并不是直接辐射跃迁到基态，而是在此之前会通过不同的??机制（如振动松弛、内转化等方式）消耗部分能量，同时跃迁到基态后的电子也要经历一??系列的振动弛豫，因此在光谱图中荧光发射光谱会发生红移。Ｓｔｏｋｅｓ位移越大，表示非??辐射能量损失也越大。如图１．４所示，分别为氮化碳的紫外吸收谱（ａ）、荧光激发谱（ｂ）、??荧光发射谱（ｃ），观察图中曲线可以发现氮化碳的荧光发射谱相较于紫外吸收谱有明显??红移，说明其具有斯托克斯位移效应［４ｈ４２］。??〇?６－?ａ?ｂ?ｃ??购??２００?３００?４００?５００??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ／ｎｍ??图１．４氮化碳的斯托克斯位移示意图??１．３．２荧光量子效率??量子效率是物质的一种重要的荧光性能，表示该荧光化合物将所吸收的光能转变为??荧光的本领，其定义是：荧光化合物发出的光子数与所吸收的光子数的比值。荧光量子??效率与荧光发光强度之间的关系并非完全的正相关
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于原位生成的铜纳米颗粒修饰的羧基化多壁碳纳米管构建同时检测抗坏血酸、多巴胺、尿酸的电化学传感器[J]. 王思远,钟霞,柴雅琴,袁若. 化学传感器. 2016(02)
[2]PANI载的孔状g-C3N4的界面聚合法制备与光催化性能研究[J]. 李宪华,张雷刚,王雪雪,于清波. 无机材料学报. 2015(10)
[3]新型非金属光催化剂——石墨型氮化碳的研究进展[J]. 范乾靖,刘建军,于迎春,左胜利. 化工进展. 2014(05)
[4]氮化碳聚合物半导体光催化[J]. 张金水,王博,王心晨. 化学进展. 2014(01)
[5]维生素C检测方法研究进展[J]. 张昉,高蓉. 中国卫生检验杂志. 2009(02)
[6]全血尿酸生物传感器的研制及临床应用[J]. 陈真诚,王红艳,何继善,邓振生. 分析化学. 2007(04)
[7]荷移反应-紫外分光光度法测定尿酸[J]. 柴宜民,韩素琴,吴雅琴,刘二保. 分析科学学报. 2006(02)
[8]一种改良的磷钨酸还原法用于直接测定血尿酸的实验研究[J]. 吴国进,崔殿义. 陕西医学检验. 1995(02)
[9]荧光量子效率的简化测量方法[J]. 慈云祥,贾欣. 分析化学. 1986(08)
本文编号：3444028
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