新型杂原子掺杂碳点的合成及其生物应用研究
发布时间：2021-12-31 15:15
碳点（Carbon Dots,简写为CDs）作为碳纳米材料家族的新秀,它的尺寸一般小于10 nm,主要以sp2杂化的共轭碳为核,表面有大量含氧或其他杂原子的有机基团,具有类似于“核-壳”式结构。碳点除了具有荧光量子产率高、光稳定性好、能抗光漂白等良好的光学性能之外,还有表面易修饰、毒性低、生物相容性好和制备成本低等优异的特性。近年来,随着对碳点研究的逐步深入,其应用领域也得到了不断地拓展,目前,碳点在光催化、生物成像、肿瘤光动力治疗和光热治疗等领域都得到了广泛的应用。本论文通过聚丙烯酸原位聚合碳化法合成了铜掺杂碳点,探索了该碳点在生物显影和光动力治疗中的应用;利用小分子有机物,通过微波热解法合成了氟、氮双掺杂碳点,其与铁离子络合形成稳定的络合物,研究了该络合物的磁弛豫率、细胞毒性及其作为造影剂在核磁共振成像（MRI）中的应用;此外,以天然高分子为碳源,通过高温热解法合成了具有良好显影效果的两亲性碳点,并研究了该碳点与无机半导体纳米复合物在紫外-可见-近红外光照下催化降解有机污染物的能力。论文的主要研究内容及研究结果如下:（一）以丙烯酸与硝酸铜为前驱物,通过原位聚合法制备了铜与聚丙烯酸的...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１三种类型的ＣＤｓ：?ＧＱＤｓ、ＣＮＤｓ和ＰＤｓ［５】
间有ｓｐ３杂化的碳原子，它具有两种典型的晶格间距（０．３４和０．２１?ｎｍ），??分别对应着石墨的（００２）和（１００）晶面，表面的壳层由大量Ｎ－Ｈ、Ｃ＝０、０－Ｈ、Ｃ－Ｏ－??Ｃ等其他元素的有机官能团或聚合物聚集体组成｜３＜。如图１．１所示，ＣＤｓ主要??包括石墨烯量子点（ＧＱＤｓ）、碳纳米点（ＣＮＤｓ）和聚合物点（ＰＤｓ）ｌ＼其中，ＧＱＤｓ的??内核是单层或多层石墨烯结构，外层是勻石墨烯结构相连的官能团，其横向尺寸??略大于纵向。ＣＮＤｓ可分为无定形碳纳米颗粒和有敁格间距的碳点，它们大部分??均为球形结构，对于不同类型的ＣＮＤｓ，其结构也有所差异。ＰＤｓ则主要由聚合??物或单体通过聚合或交联形成的，其结构主要为链状，没有明显的核壳之分。??（ｉｒａｐｔｉｃｎｃ?？｜ｔｉａｎｌｕｍ?ｌｉｏｌ％??Ｃａｒｂｏｎ?ｄｏｔｓ?（Ｃ?ｖ??ｆｏｌ）?ｒｔｗ？?ｉｋ？ｌ？??雜＝參‘嫌??图１．１三种类型的ＣＤｓ：?ＧＱＤｓ、ＣＮＤｓ和ＰＤｓ［５】。??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｒｅｅ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ＣＤｓ：?ＧＱＤｓ，?ＣＮＤｓ?ａｎｄ?ＰＤｓ??碳点自被发现以来，经过十来年的发展，无论是在合成手段、特性研宄还是??应用领域等方面都得到了显著的发展
?ｍｍ?ｆ?Ｉ?＼￣乂??图１．２碳点不同制备方法的示意图Ｗ。??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄｓ?ｆｏｒ?ＣＤｓ丨６］．??１．２．１?“自上而下”法??“自上而下”法，顾名思义，就是通过减小石墨／石墨烯类结构的尺寸，直到材??料显示出荧光纳米颗粒特性的方法。这种方法主要包含：电弧放电法、激光刻蚀??法、电化学氧化法等。??（１）
【参考文献】：
期刊论文
[1]Multifarious roles of carbon quantum dots in heterogeneous photocatalysis[J]. Kang-Qiang Lu,Quan Quan,Nan Zhang,Yi-Jun Xu. Journal of Energy Chemistry. 2016(06)
本文编号：3560487
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１三种类型的ＣＤｓ：?ＧＱＤｓ、ＣＮＤｓ和ＰＤｓ［５】
间有ｓｐ３杂化的碳原子，它具有两种典型的晶格间距（０．３４和０．２１?ｎｍ），??分别对应着石墨的（００２）和（１００）晶面，表面的壳层由大量Ｎ－Ｈ、Ｃ＝０、０－Ｈ、Ｃ－Ｏ－??Ｃ等其他元素的有机官能团或聚合物聚集体组成｜３＜。如图１．１所示，ＣＤｓ主要??包括石墨烯量子点（ＧＱＤｓ）、碳纳米点（ＣＮＤｓ）和聚合物点（ＰＤｓ）ｌ＼其中，ＧＱＤｓ的??内核是单层或多层石墨烯结构，外层是勻石墨烯结构相连的官能团，其横向尺寸??略大于纵向。ＣＮＤｓ可分为无定形碳纳米颗粒和有敁格间距的碳点，它们大部分??均为球形结构，对于不同类型的ＣＮＤｓ，其结构也有所差异。ＰＤｓ则主要由聚合??物或单体通过聚合或交联形成的，其结构主要为链状，没有明显的核壳之分。??（ｉｒａｐｔｉｃｎｃ?？｜ｔｉａｎｌｕｍ?ｌｉｏｌ％??Ｃａｒｂｏｎ?ｄｏｔｓ?（Ｃ?ｖ??ｆｏｌ）?ｒｔｗ？?ｉｋ？ｌ？??雜＝參‘嫌??图１．１三种类型的ＣＤｓ：?ＧＱＤｓ、ＣＮＤｓ和ＰＤｓ［５】。??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｒｅｅ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ＣＤｓ：?ＧＱＤｓ，?ＣＮＤｓ?ａｎｄ?ＰＤｓ??碳点自被发现以来，经过十来年的发展，无论是在合成手段、特性研宄还是??应用领域等方面都得到了显著的发展
?ｍｍ?ｆ?Ｉ?＼￣乂??图１．２碳点不同制备方法的示意图Ｗ。??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｍｅｔｈｏｄｓ?ｆｏｒ?ＣＤｓ丨６］．??１．２．１?“自上而下”法??“自上而下”法，顾名思义，就是通过减小石墨／石墨烯类结构的尺寸，直到材??料显示出荧光纳米颗粒特性的方法。这种方法主要包含：电弧放电法、激光刻蚀??法、电化学氧化法等。??（１）
【参考文献】：
期刊论文
[1]Multifarious roles of carbon quantum dots in heterogeneous photocatalysis[J]. Kang-Qiang Lu,Quan Quan,Nan Zhang,Yi-Jun Xu. Journal of Energy Chemistry. 2016(06)
本文编号：3560487
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