荧光碳纳米颗粒接枝智能聚合物杂化材料的制备及其研究

发布时间：2017-09-01 02:35

  本文关键词：荧光碳纳米颗粒接枝智能聚合物杂化材料的制备及其研究

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【摘要】：荧光碳纳米颗粒是近几年发现的一种新型的荧光碳纳米材料,具有制备方法多样,原料来源广泛等优点。它的荧光与传统的无机纳米颗粒相比,其荧光具有较好的稳定性、抗光漂白性、低毒性和较的好生物相容性等优点。因而使得荧光碳纳米颗粒在光催化、信息存储、生物成像、生物传感等领域具有较好的应用前景。当下,开发和设计具有特殊功能的荧光碳纳米颗粒,也成为科学家们研究的主要方向。利用表面修饰技术可以显著的提升荧光碳纳米颗粒的某方面的性能,如加工成型性能和环境响应等等。本论文通过可逆加成-断裂链转移(RAFT)的方法利用高分子聚合物来修饰荧光碳纳米颗粒,制备出系列的荧光碳纳米杂化材料,具体的内容如下:1.利用RAFT法将苯乙烯和螺吡喃的共聚物修饰荧光碳纳米颗粒,制备出一种具有荧光可逆调控性能的纳米杂化材料。由于此种材料具有良好的可加工性,可将其制备成荧光薄膜和一维纳米纤维。在可见光/紫外光的照射下,该材料的荧光都可以在蓝绿和红色荧光之间转换,表现出很好的荧光可逆调控性能。可应用于光学开关、信息存储和防伪材料等领域。2.通过RAFT的方法成功的在碳纳米颗粒表面接枝异丙基丙烯酰胺和螺吡喃共聚物。制备得到一种具有良好水溶性的荧光纳米杂化材料。它的水溶液在可见光/紫外光的照射下,其荧光可以在蓝绿和红色荧光之间转换,具有良好的荧光可逆调控性能。在生物传感和生物成像等领域具有良好的应用前景。3.将聚丙烯酰胺基苯硼酸采用RAFT的方法成功的接枝到荧光碳纳米颗粒表面,得到一种尺寸处于3~4 nm之间的荧光碳纳米杂化材料。该纳米杂化材料在p H处于9.6~12.0具有较好的荧光响应性能。除此之外,此种类型的p H传感器还具有很好的荧光稳定性和抗离子干扰性,能够较好的应用于碱性环境中p H的检测。4.通过RAFT将丙烯酰胺基苯硼酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基-1,3-丙二醇共聚物接枝到荧光碳纳米颗粒表面。制备得到一种可以在7.45~12.01之间具有良好的响应性能的p H传感器,在检测范围内,该传感器具有良好的线性关系,线性相关性为0.9932,其p H检测范围较广,在生物和环境等领域均有很好的应用前景。
【关键词】：荧光碳纳米颗粒 接枝 高分子 性能
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;O657.3
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-26
• 1.1 引言12
• 1.2 纳米颗粒表面改性12-18
• 1.2.1 表面活性剂对纳米颗粒表面改性12-13
• 1.2.2 接枝聚合物对纳米颗粒表面改性13-15
• 1.2.3 配体交换法对纳米颗粒表面改性15-17
• 1.2.4 原位表面修饰纳米颗粒17
• 1.2.5 物理方法对纳米颗粒改性17-18
• 1.3 改性纳米颗粒的应用18-22
• 1.3.1 增加溶解性18-19
• 1.3.2 增强催化性能19
• 1.3.3 抗菌领域19-20
• 1.3.4 生物领域20-21
• 1.3.5 环境保护21-22
• 1.4 荧光碳纳米颗粒表面改性现状22-23
• 1.5 研究的内容及意义23-26
• 第二章 光响应的荧光碳纳米颗粒杂化材料的制备及其研究26-42
• 2.1 引言26-27
• 2.2 实验部分27-31
• 2.2.1 实验试剂27-28
• 2.2.2 实验试剂处理28
• 2.2.3 荧光碳纳米颗粒的合成28
• 2.2.4 接链转移剂的荧光碳纳米颗粒的合成(f-CNP-DATC)28-29
• 2.2.5 N- 丙烯酰胺乙基 -3,3-二 甲基 6 硝基吲哚啉螺吡喃单体的合成（SPA）29-30
• 2.2.6 利用RAFT法合成表面接枝苯乙烯和螺吡喃共聚物的荧光碳纳米颗粒(f-CNP-g-poly(St-co-SP))30
• 2.2.7 表征与分析30-31
• 2.3 实验结果和讨论31-41
• 2.3.1 形貌及结构分析31-33
• 2.3.2 性能分析33-41
• 2.4 本章小结41-42
• 第三章 水溶性的荧光碳纳米颗粒杂化材料的制备及其荧光可逆调控性能的研究42-52
• 3.1 引言42-43
• 3.2 实验部分43-44
• 3.2.1 实验试剂43
• 3.2.2 实验试剂处理43
• 3.2.3 利用RAFT法合成表面接枝异丙基丙烯酰胺和螺吡喃共聚物的荧光碳纳米颗粒(（f-CNP-g-poly(NIPAM-co-SP)）)43-44
• 3.3 实验结果和讨论44-51
• 3.3.1 形貌及结构分析44-47
• 3.3.2 性能分析47-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第四章 聚氨基苯硼酸修饰荧光碳纳米颗粒pH传感器的制备52-62
• 4.1 引言52-53
• 4.2 实验部分53-54
• 4.2.1 实验试剂53
• 4.2.2 3-丙烯酰胺基苯硼酸(AAPBA)的合成53
• 4.2.3 RAFT法 合成pH响应的荧光碳纳米颗粒杂化材料(f-CNP-g-poly(AAPBA))53-54
• 4.3 实验结果和讨论54-60
• 4.3.1 形貌及结构分析54-56
• 4.3.2 性能分析56-60
• 4.4 本章小结60-62
• 第五章 碱性范围内响应的荧光碳纳米pH传感器的制备及研究62-72
• 5.1 引言62-63
• 5.2 实验部分63-64
• 5.2.1 实验试剂63
• 5.2.2 2-丙烯酰胺基2甲基-1,3-丙二醇(AAMPO)的合成63-64
• 5.2.3 RAFT法 制备在碱性范围内具有响应性的荧光碳纳米杂化材料(f-CNP-g-poly(AAPBA-co-AAMPO))64
• 5.3 实验结果和讨论64-70
• 5.3.1 形貌及结构分析64-67
• 5.3.2 性能分析67-70
• 5.4 本章小结70-72
• 第六章 结论与展望72-74
• 6.1 结论72-73
• 6.2 展望73-74
• 参考文献74-82
• 致谢82-84
• 附录 攻读硕士学位期间的学术成果84

【参考文献】

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本文编号：769450