功能复合纳米材料的制备及其应用

发布时间：2017-08-24 03:27

  本文关键词：功能复合纳米材料的制备及其应用

  更多相关文章： Cu_(2-x)S 太阳光 光催化 光热治疗 ~(19)F-MRI

【摘要】：随着纳米技术的发展,多功能纳米材料(同时具有光、电、磁、热及催化功能)在生物成像、癌症诊断、药物靶向运输、催化等领域具有令人瞩目的应用前景,相关研究备受关注,是化学、材料、生物医学等相关领域的热点。本论文围绕基于Cu2-xS半导体纳米晶的多功能复合纳米材料制备及其光催化、生物成像癌症诊断及光热治疗应用开展较为系统深入的研究。成绩作如下：一：发展了可高效利用太阳光进行有机物的光催化降解的功能复合纳米催化剂(Cu7S4@GO)。充分利用了半导体纳米晶(Cu7S4)优良的宽光谱吸收与光催化性能及石墨烯类的导电性,可阻止光生电子与空穴的再复合,从而显著提高了催化性能,使得该纳米复合催化剂在太阳光照射下具有很高的催化活性。通过将带正电的高分子与带负电的氧化石墨烯借助静电作用进行复合,得到两亲的GO/polymer功能复合物。借助超声乳化技术,以该功能复合物对Cu7S4纳米晶进行包覆,制得Cu7S4@GO纳米复合球,并用于太阳能光催化降解罗丹明。研究发现20 mg Cu7S4@GO的纳米复合催化剂在模拟太阳光(1W/cm2)的照射下,2小时内光催化降解的效率高达94.7%,具有较高的应用前景。二：发展了基于Cu1.75S纳米晶的超高19F负载的多模态成像与光热治疗的Cu1.75S-19F@OFP-SiO2多功能纳米探针。该探针可用于肿瘤的19F磁共振成像和光热治疗。由于在生物体内几乎无内源性19F,背景干扰低,核磁成像成像灵敏度高。且Cu1.75S纳米晶有较高的光热转换效率高,光热治疗效果好。本章利用超声乳化的技术,将全氟冠醚通过聚琥珀酰亚胺和十八烷基三甲氧基硅烷固定到纳米颗粒Cu1.75S上,制得水溶性的Cu,.75S-19F@OFP-SiO2纳米颗粒。探针19F负载率高,颗粒尺寸小,生物相容性好,适合生物医学检测应用。体外光热检测实验发现,浓度为4mg/mL的纳米探针水溶液在功率密度458 mW/cm2,波长808 nm的激发下,光热转换效率高达54.13%。约1.1 mg的探针在体内磁共振成像中,信噪比也高达130,成功用于活体肿瘤的多模态成像诊断与光热治疗。
【关键词】：Cu_(2-x)S 太阳光 光催化 光热治疗 ~(19)F-MRI
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;TB33
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-32
• 1.1 功能复合纳米材料14-19
• 1.1.1 功能复合纳米材料的简介14-15
• 1.1.2 合成复合材料的方法15-17
• 1.1.3 复合材料的应用17-19
• 1.2 基于Cu_(2-x)S纳米颗粒的功能复合材料19-22
• 1.2.1 基于Cu_(2-x)S的功能复合材料的研究进展19-20
• 1.2.2 Cu_(2-x)S纳米颗粒的性能20-21
• 1.2.3 Cu_(2-x)S纳米颗粒的应用21-22
• 1.3 太阳光降解有机污染物22-24
• 1.3.1 有机污染物的概述22-23
• 1.3.2 处理废水中有机污染物的方法概述23
• 1.3.3 半导体光催化降解有机污染物面临的问题23-24
• 1.4 成像引导光热治疗24-29
• 1.4.1 光热治疗的概述24
• 1.4.2 无机纳米颗粒用于癌症诊断和治疗24-27
• 1.4.3 成像引导光热治疗27-29
• 1.5 本课题的主要研究内容29-32
• 第二章 用于太阳光催化的Cu_(2-x)S@GO纳米复合材料的合成32-44
• 2.1 引言32-33
• 2.2 实验部分33-38
• 2.2.1 化学试剂33-34
• 2.2.2 主要仪器34
• 2.2.3 Cu_(2-x)S材料的合成与表征34-35
• 2.2.4 氧化石墨烯的合成与表征35-36
• 2.2.5 正电高分子聚苯乙烯-甲基丙烯酸-丙烯基甲基氯代咪唑的合成36
• 2.2.6 GO-polymer复合物的合成与表征36-37
• 2.2.7 Cu_7S_4@GO纳米复合材料的合成与表征37-38
• 2.3 实验结果与讨论38-42
• 2.3.1 GO对Cu_7S_4@GO纳米复合材料催化性能的影响38-39
• 2.3.2 Cu_2S颗粒的量对Cu_2S@GO纳米复合材料催化性能的影响39-40
• 2.3.4 不同光照波长对Cu_7S_4@GO纳米复合材料催化性能的影响40-41
• 2.3.5 Cu_7S_4@GO纳米复合材料的催化稳定性41-42
• 2.4 本章小结42-44
• 第三章 Cu_(1.75)S-~(19)F@PSI-SiO_2纳米探针的合成及其~(19)F磁共振成像应用44-62
• 3.1 引言44-45
• 3.2 实验部分45-49
• 3.2.1 化学试剂45-46
• 3.2.2 主要仪器46-47
• 3.2.3 Cu_(1.75)S材料的合成47
• 3.2.4 PSI-_(oAm)的合成47
• 3.2.5 Cu_(1.75)S-~(19)F@PSI-SiO_2纳米探针的合成与表征47
• 3.2.6 Cu_(1.75)S-~(19)F@PSI-SiO_2纳米探针的毒性测试47-48
• 3.2.7 Cu_(1.75)S-~(19)F@PSI-SiO_2~(19)F核磁信号测试48
• 3.2.8 Cu_(1.75)S-~(19)F@PSI-SiO_2体内~(19)F磁共振成像及光热治疗48-49
• 3.3 实验结果与讨论49-61
• 3.3.1 纳米探针的TEM和DLS表征49-50
• 3.3.2 合成纳米探针方法的优化50-56
• 3.3.3 纳米探针的FIIR,MRI和光热效率表征56-59
• 3.3.4 体内~(19)F MRI和光热治疗测试59-61
• 3.4 本章小结61-62
• 第四章 结论62-64
• 参考文献64-74
• 致谢74-76
• 研究成果及发表的学术论文76-78
• 作者和导师简介78-79
• 专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书79-80

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘威;钟伟;都有为;;核/壳结构复合纳米材料研究进展[J];材料导报;2007年03期

2 杨瑞海;陆文雄;;复合纳米材料和复合掺合料对混凝土性能影响的研究[J];水泥工程;2008年01期

3 颜汉军;;复合纳米材料对混凝土及水泥砂浆性能的影响[J];新型建筑材料;2008年07期

4 周庚侠;班书宝;孙天玉;顾济华;吴东岷;;大粘度复合纳米材料面投影微立体光刻系统的分辨率研究[J];应用光学;2011年05期

5 于妍妍;谷慧;刘晓倩;周天舒;施国跃;;新型复合纳米材料的电催化行为研究及其在活体分析中的应用[J];化学传感器;2011年04期

6 陈锋,朱依萍,马宏燎,柏子龙,张金龙;TiO_2-CdS-MCM-41复合纳米材料的合成和表征[J];物理化学学报;2004年11期

7 韩莎莎;柳婧;赵烨;呼丽娟;徐东昱;胡存智;郧文聚;李天杰;;复合纳米材料对土壤重金属离子吸持固化的模拟研究[J];环境工程学报;2014年05期

8 田福祯,郭敏杰,倪丽琴,刘治虎,何恩萍,于永顺,王军;室内甲醛吸附-反应-降解复合纳米材料的制备与应用[J];应用化工;2005年09期

9 颜汉军;;复合纳米材料对混凝土及水泥砂浆性能的影响[J];材料导报;2008年S2期

10 侯大寅;魏安方;刘鸣;;磁性壳聚糖复合纳米材料的制备[J];纺织学报;2012年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 宋宏伟;;复合纳米材料在荧光标识、药物缓释与癌症治疗方面的应用[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C];2010年

2 张杨阳;苑春刚;张艳;;Ag/Fe_3O_4/CNTs多功能复合纳米材料吸附脱除气态元素汞[A];中国化学会第28届学术年会第2分会场摘要集[C];2012年

3 张广腾;杨秋;赵薇微;潘洪志;;复合纳米材料在DNA电化学生物传感器中的应用进展[A];达能营养中心第十五届学术研讨会论文集[C];2012年

4 张军;刘相红;吴世华;王淑荣;;一种通用性方法构造多种贵金属/三氧化二铁复合纳米材料[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年

5 钟伟;;Ⅱ-Ⅵ族氧化物复合纳米材料的合成与性能调控[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C];2010年

6 姚建林;顾仁敖;;复合纳米材料的表面增强拉曼光谱研究[A];第十五届全国分子光谱学术报告会论文集[C];2008年

7 叶晓生;石慧;何晓晓;王柯敏;何定庚;於彦汝;;Aptamer功能化Cu/Au复合纳米探针用于肿瘤诊疗研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第35分会：纳米生物医学中的化学问题[C];2014年

8 刘畅;童睿锋;匡勤;谢兆雄;郑兰荪;;基于表/界面调控的半导体复合纳米材料的功能化组装及其性能研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第33分会：纳米材料合成与组装[C];2014年

9 韩杰;刘艳;郭荣;;一步溶液合成法制备导电聚合物/Au复合纳米材料[A];中国化学会第十一届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2007年

10 李宗鹏;张浩;许群;;超临界二氧化碳协助制备CNT/PVA/Pd多级复合纳米材料[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（上册）[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 闫迎华;功能化复合纳米材料的磷酸化蛋白质和糖基化蛋白质分析新方法研究[D];复旦大学;2014年

2 王磊;液体微混技术及其在贵金属复合纳米材料自组装中的应用[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 葛文;多功能复合纳米材料的合成及性能研究[D];中国科学技术大学;2015年

4 熊攀;铁氧体复合物的设计及其在光催化剂和超级电容器中的应用[D];南京理工大学;2015年

5 杨萍;多功能复合纳米材料的制备及其光分析应用研究[D];中国科学技术大学;2012年

6 王雷;有机—无机复合纳米材料的软溶液过程合成及其性质研究[D];中国科学技术大学;2011年

7 齐悦;金属及氧化物复合纳米材料的制备与电化学性能研究[D];浙江大学;2014年

8 徐曼;铁氧化物及其复合纳米材料的制备与性质研究[D];吉林大学;2014年

9 姚祖福;新型氧化硅、金复合纳米材料的制备、组装及其在生物医学、催化上的应用[D];中南大学;2011年

10 赵博;石墨烯复合纳米材料的合成及其电化学性能研究[D];吉林大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘赛虹;氧化钼/聚苯胺复合纳米材料的超级电容性能[D];华南理工大学;2015年

2 侯聪;炭黑及其复合纳米材料修饰电极的制备及其在电分析化学中的应用研究[D];上海师范大学;2015年

3 曾宪飞;有机/无机杂化磁性SiO_2复合纳米材料的制备及应用研究[D];昆明理工大学;2015年

4 常远芳;新型石墨化介孔碳/二氧化钛/银复合纳米材料的制备及其在环境污染控制方面的应用[D];复旦大学;2014年

5 张艳艳;TiO_2@Ag、ZnO/Ag复合纳米材料的制备、表征、抗菌及催化性能研究[D];陕西理工学院;2015年

6 王婷婷;石墨烯复合纳米材料用于抗癌药物递送的荧光共聚焦成像分析[D];西南大学;2015年

7 叶敏;多功能复合纳米材料与微流控芯片技术的集成及其在分析检测上的应用[D];苏州大学;2015年

8 方刚;磁性金属有机骨架与Au-NaYF_4复合纳米材料的制备及其分析应用[D];北京化工大学;2015年

9 张燕;基于等离子体共振的复合纳米材料Au/BiFeO_3的光催化性能的研究[D];华东师范大学;2015年

10 张鲁宁;化学气相聚合制备导电聚合物复合纳米材料[D];电子科技大学;2014年

，

本文编号：728936