金属硫属化合物纳米材料的合成及应用研究

发布时间：2017-06-23 06:51

  本文关键词：金属硫属化合物纳米材料的合成及应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金属硫属化合物纳米材料以其特殊的结构特性和优异的光、电、热等物理化学性质成为研究的热点,在电子器件、能源、生物医学等领域得到广泛关注。本论文以A2B3型金属硫属化合物为研究对象,合成了具有多级纳米结构的硫掺杂硒化铋微球和超小硒化铋纳米点,并研究了硫掺杂硒化铋微球在锂电储能中的应用,超小硒化铋纳米点在生物医学多模态成像以及肿瘤治疗中的应用。主要研究结论如下：(1)通过溶剂热反应以氯化铋和硒粉为原料,在巯基乙醇的参与下一步合成了具有纳米片堆栈组装的硫掺杂硒化铋多级微球结构。相比其他合成方法,我们的合成方法具有巯基乙醇快速溶解灰硒粉,且溶剂热反应在一个较低的温度下进行的特点。更为重要的是,最终产物的多级结构由非常薄(～1 nm)的纳米片堆栈组成,堆栈的层之间有着约为0.7 nm的间距。这样独特的结构为锂离子的嵌入和脱出提供了较大的空间,这促成了较高的初次放电容量771.3 mAh g-1。我们的研究为在能量转化和储备潜在应用的半导体金属硫属化合物A2B3(A=Sb,Bi；B= S, Se, Te)提供了合理的合成方法。(2)在常温条件下,利用简单快捷的化学法合成了超小的Bi2Se3纳米点。常温下利用巯基乙醇和乙二胺混合溶液将硒粉溶解,在牛血清蛋白存在并搅拌条件下与铋离子发生反应,获得水溶性良好的硒化铋纳米点。产物为尺寸小于3 nm的单分散颗粒,并且在不同介质中具有良好的稳定性。通过标准MTT实验证明其较小的生物毒性。体外良好的光声性能和CT成像性能,表现其具有良好的生物医学成像基础功能。BSA-Bi2Se3纳米点不仅被成功地应用于小动物体内对肿瘤光声造影,标记放射性元素99mTc后用于体内SPECT-CT多模态3D成像。因此,超小BSA-Bi2Se3纳米点具有生物医学多模态成像诊断肿瘤的潜在应用前景。(3)基于上一章的研究,我们拓展了硒化铋纳米点在肿瘤治疗中的应用。作为半导体材料,硒化铋纳米点对近红外光有较好的光热转化作用,而且铋元素较大原子序数对X射线较强的衰减作用,可以作为光吸收剂和射线增敏剂用于对肿瘤的光热治疗、放射增敏治疗以及联合治疗。制备的BSA-Bi2Se3纳米点具有较高的光热转化效率50.7%,在光热治疗和联合治疗动物肿瘤实验达到了消融肿瘤的治疗效果。这表明硒化铋纳米材料在抗肿瘤光热治疗、放射治疗以及联合治疗有着潜在的应用前景。
【关键词】：纳米材料 金属硫属化合物 硒化铋 锂离子电池 多模态成像 联合治疗
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 引言10-15
• 1.1.1 硒化铋等金属硫属化合物晶体结构10-12
• 1.1.2 金属硫属化物拓扑绝缘体性质12-13
• 1.1.3 金属硫属化物热电性质13-14
• 1.1.4 金属硫属化物光电和光热性质14-15
• 1.2 金属硫属化合物纳米材料应用15-20
• 1.2.1 金属硫属化合物纳米材料及合成15-17
• 1.2.2 金属硫属化合物在能源中的应用17-20
• 1.3 本论文研究意义和实验内容20-22
• 第2章 硫-掺杂硒化铋纳米片堆栈的多级微球结构的制备及锂电性能研究22-33
• 2.1 引言22-23
• 2.2 实验部分23-24
• 2.2.1 自组装多级结构硫掺杂硒化铋的合成23
• 2.2.2 材料表征23-24
• 2.2.3 电化学储锂性能测试24
• 2.3 实验结果及分析24-29
• 2.3.1 硫掺杂的硒化铋形貌24-25
• 2.3.2 晶体结构及拉曼25-26
• 2.3.3 材料成分元素分析26-27
• 2.3.4 不同条件下样品表征比较27-29
• 2.4 反应机理分析29-30
• 2.5 电化学性能及分析30-32
• 2.6 本章小结32-33
• 第3章 生物相容的超小硒化铋量子点的生物医学多模态成像的应用33-42
• 3.1 引言33
• 3.2 实验部分33-35
• 3.2.1 实验试剂、耗材及测试设备33
• 3.2.2 硒化铋纳米点合成及处理33-34
• 3.2.3 材料表征及性能测试34
• 3.2.4 硒化铋纳米点的光学性质测试34
• 3.2.5 硒化铋纳米点的细胞毒性测试34-35
• 3.2.6 硒化铋纳米点的光声成像测试35
• 3.2.7 硒化铋纳米点的SPECT-CT成像测试35
• 3.3 实验结果及讨论35-41
• 3.3.1 材料的表征结果35-37
• 3.3.2 硒化铋纳米点在不同介质中的稳定性37-38
• 3.3.3 细胞毒性38
• 3.3.4 光声成像38-39
• 3.3.5 SPECT-CT成像39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 BSA修饰的硒化铋纳米点对肿瘤放疗-光热联合治疗的应用42-54
• 4.1 引言42-43
• 4.2 实验部分43-45
• 4.2.1 体外光热及光热转化效率测试43
• 4.2.2 体外细胞光热治疗研究43
• 4.2.3 克隆形成和DNA损伤探测实验43-44
• 4.2.4 液循环及组织分布44
• 4.2.5 肿瘤治疗及组织学分析实验44-45
• 4.3 实验结果与讨论45-52
• 4.3.1 体外光热及光热转化效率45-47
• 4.3.2 体外细胞光热治疗效果研究47
• 4.3.3 克隆形成和DNA损伤探测实验结果47-49
• 4.3.5 血液循环及组织分布49
• 4.3.6 肿瘤治疗实验结果49-52
• 4.4 本章小结52-54
• 结论与展望54-56
• 参考文献56-68
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录68-69
• 致谢69

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