碳、金纳米材料的制备及其在光学传感器上的应用
发布时间：2023-01-12 11:43
近年来,新型的纳米材料因为其优异的物理及化学性能而备受瞩目,并在生物、环境、药学、传感等领域得到了广泛的应用。本论文分别制备了三种不同碳源的碳纳米材料和金纳米颗粒,研究它们在光学传感检测领域的应用。主要研究内容如下:1碳纳米材料合成条件的优化,制备及其表征本论文以石墨和聚丙烯腈基碳纤维作为碳源通过混酸水热合成法制备碳纳米材料,还以尿素为氮源、氧化石墨烯（GO）为碳源制备了的氮掺杂的碳纳米材料。采用透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）仪、傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）、Zeta电位测量仪和拉曼光谱仪对三种材料进行了全面的表征。2碳纳米材料构建检测过氧化氢的类酶传感器本论文研究了所制备的碳纳米材料的过氧化物模拟酶的催化活性。结果表明,该碳纳米材料与天然酶具有相似的性质,酶的活性与pH,温度和底物浓度密切相关。通过实验条件优化:pH在3-5是碳纳米酶最适合的使用范围;碳纳米酶的催化活性随着温度的升高而升高;在一定范围内,酶促反应的初始速度与底物浓度成正比。通过双倒数图解法计算了三种材料的米氏常数（Km）和最大反应速率(Vmax)...
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 综述
1.1 光学传感器
1.1.1 荧光化学传感器
1.1.2 比色传感器
1.1.3 化学发光传感器
1.1.4 光学传感器材料的选择
1.2 碳纳米材料的概述
1.2.1 碳纳米材料的制备方法
1.2.2 碳纳米材料在光学传感器上的应用
1.2.3 纳米酶
1.2.4 碳纳米材料作为纳米酶在光学传感器上的应用
1.3 金纳米粒子的概述
1.3.1 金纳米球的制备
1.3.2 金纳米粒子在光学传感中的应用
1.3.3 荧光共振能量转移
1.3.4 金纳米粒子作为荧光共振能量转移受体在荧光传感器中的应用
1.4 本课题的研究内容及意义
第二章 不同碳源的碳纳米材料的制备与表征
2.1 引言
2.2 实验仪器与实验方法
2.2.1 试剂
2.2.2 仪器
2.2.3 实验方法
2.3 实验结果与讨论
2.3.1 碳纳米材料的合成中实验条件的优化
2.3.2 碳纳米材料的表征
2.4 本章小结
第三章 碳纳米材料构建检测过氧化氢的类酶比色传感器
3.1 引言
3.2 实验仪器与实验方法
3.2.1 试剂
3.2.2 仪器
3.2.3 实验方法
3.3 .实验结果与讨论
3.3.1 碳纳米材料过氧化物模拟酶催化条件的探讨
3.3.2 碳纳米材料过氧化物模拟酶反应动力学参数的测量
3.3.3 催化机理的探讨
3.3.4 碳纳米材料的应用
3.4 本章小结
第四章 氧化铜负载碳纳米材料构建检测过氧化氢的类酶比色传感器
4.1 引言
4.2 实验仪器与实验方法
4.2.1 试剂
4.2.2 仪器
4.2.3 实验方法
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 G-CuO复合材料的电镜表征
4.3.2 G-CuO复合材料过氧化物酶催化条件的探讨
4.3.3 G-CuO复合材料催化性能的比较
4.3.4 G-CuO复合材料过氧化物酶反应动力学参数的测量
4.3.5 G-CuO复合材料用于H_2O_2 的测定
4.4 本章小结
第五章 罗丹明B修饰金纳米星构建检测Zn~(2+)荧光传感器
5.1 引言
5.2 实验仪器与实验方法
5.2.1 试剂
5.2.2 仪器
5.2.3 实验方法
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 制备的金纳米星的表征
5.3.2 罗丹明B修饰金纳米星后加入锌离子后吸收曲线变化情况
5.3.3 利用荧光传感器检测Zn~(2+)浓度
5.3.4 利用荧光传感器检测其他金属离子
5.4 本章小结
第六章 罗丹明B修饰金纳米粒子构建检测葫芦[7]脲的荧光传感器
6.1 引言
6.2 实验仪器与实验方法
6.2.1 试剂
6.2.2 仪器
6.2.3 实验方法
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 Rh B-AuNPs组装体荧光猝灭的考察
6.3.2 CB[7]对RhB-AuNPs组装体荧光恢复的影响
6.3.3 基于FRET的方法检测CB[7]
6.3.4 荧光传感器对其他大环化合物的检测
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Enhanced peroxidase-like activity of hierarchical MoS2-decorated N-doped carbon nanotubes with synergetic effect for colorimetric detection of H2O2 and ascorbic acid[J]. Jing Zheng,Dandan Song,Hong Chen,Jingli Xu,Njud S.Alharbi,Tasawar Hayat,Min Zhang. Chinese Chemical Letters. 2020(05)
本文编号：3729883
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 综述
1.1 光学传感器
1.1.1 荧光化学传感器
1.1.2 比色传感器
1.1.3 化学发光传感器
1.1.4 光学传感器材料的选择
1.2 碳纳米材料的概述
1.2.1 碳纳米材料的制备方法
1.2.2 碳纳米材料在光学传感器上的应用
1.2.3 纳米酶
1.2.4 碳纳米材料作为纳米酶在光学传感器上的应用
1.3 金纳米粒子的概述
1.3.1 金纳米球的制备
1.3.2 金纳米粒子在光学传感中的应用
1.3.3 荧光共振能量转移
1.3.4 金纳米粒子作为荧光共振能量转移受体在荧光传感器中的应用
1.4 本课题的研究内容及意义
第二章 不同碳源的碳纳米材料的制备与表征
2.1 引言
2.2 实验仪器与实验方法
2.2.1 试剂
2.2.2 仪器
2.2.3 实验方法
2.3 实验结果与讨论
2.3.1 碳纳米材料的合成中实验条件的优化
2.3.2 碳纳米材料的表征
2.4 本章小结
第三章 碳纳米材料构建检测过氧化氢的类酶比色传感器
3.1 引言
3.2 实验仪器与实验方法
3.2.1 试剂
3.2.2 仪器
3.2.3 实验方法
3.3 .实验结果与讨论
3.3.1 碳纳米材料过氧化物模拟酶催化条件的探讨
3.3.2 碳纳米材料过氧化物模拟酶反应动力学参数的测量
3.3.3 催化机理的探讨
3.3.4 碳纳米材料的应用
3.4 本章小结
第四章 氧化铜负载碳纳米材料构建检测过氧化氢的类酶比色传感器
4.1 引言
4.2 实验仪器与实验方法
4.2.1 试剂
4.2.2 仪器
4.2.3 实验方法
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 G-CuO复合材料的电镜表征
4.3.2 G-CuO复合材料过氧化物酶催化条件的探讨
4.3.3 G-CuO复合材料催化性能的比较
4.3.4 G-CuO复合材料过氧化物酶反应动力学参数的测量
4.3.5 G-CuO复合材料用于H_2O_2 的测定
4.4 本章小结
第五章 罗丹明B修饰金纳米星构建检测Zn~(2+)荧光传感器
5.1 引言
5.2 实验仪器与实验方法
5.2.1 试剂
5.2.2 仪器
5.2.3 实验方法
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 制备的金纳米星的表征
5.3.2 罗丹明B修饰金纳米星后加入锌离子后吸收曲线变化情况
5.3.3 利用荧光传感器检测Zn~(2+)浓度
5.3.4 利用荧光传感器检测其他金属离子
5.4 本章小结
第六章 罗丹明B修饰金纳米粒子构建检测葫芦[7]脲的荧光传感器
6.1 引言
6.2 实验仪器与实验方法
6.2.1 试剂
6.2.2 仪器
6.2.3 实验方法
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 Rh B-AuNPs组装体荧光猝灭的考察
6.3.2 CB[7]对RhB-AuNPs组装体荧光恢复的影响
6.3.3 基于FRET的方法检测CB[7]
6.3.4 荧光传感器对其他大环化合物的检测
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间参加的科研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Enhanced peroxidase-like activity of hierarchical MoS2-decorated N-doped carbon nanotubes with synergetic effect for colorimetric detection of H2O2 and ascorbic acid[J]. Jing Zheng,Dandan Song,Hong Chen,Jingli Xu,Njud S.Alharbi,Tasawar Hayat,Min Zhang. Chinese Chemical Letters. 2020(05)
本文编号：3729883
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