氮掺杂碳量子点的制备及其光电应用

发布时间：2017-03-30 21:06

  本文关键词：氮掺杂碳量子点的制备及其光电应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：碳量子点(CQDs),以原料丰富、制备简单越来越受到研究者们的推崇与关注,而且,其具有的强荧光性能,为其在荧光材料的设计与应用等提供了更多的可能性。另外,CQDs释放的荧光可以在水相体系中被一些电子受体、电子供体小分子所淬灭,这同样说明CQDs是性能优异的电子受体、电子供体。量子点作为零维纳米材料具有很多优良的特性,将纳米技术应用到生命科学领域可以促进生物医学快速发展。本论文研究的主要内容主要包括三个方面:一是苯硼酸修饰的氮掺杂碳量子点荧光探针的制备与葡萄糖敏感响应性能的研究,二是二硫代草酸类物质修饰的氮掺杂碳量子点的制备及其光催化降解释放CS2性能的研究,三是氮掺杂碳量子点修饰电极电化学检测多巴胺的研究。首先,以胶原蛋白为原料,通过水热合成反应制备氮掺杂的碳量子点(NCQDs),通过动态光散射(DLS)、紫外-可见光谱(UV-vis)、荧光光谱(FL)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、时间分辨光谱(TRS)等仪器分析发现,通过简单、绿色的水热合成方法,能够制备出在水相环境中具有均一、稳定结构的纳米颗粒,其尺寸为7.4 nm,紫外吸收峰位于320 nm,荧光激发峰位于405 nm,量子产率为2.9%,荧光寿命为2.50 ns。通过对APBA-NCQDs葡萄糖敏感响应性荧光探针的分析发现,APBA-NCQDs荧光探针能够检测出水相环境中浓度在1-14 mM范围内的葡萄糖,且相对其他糖类,其对葡萄糖有显著的响应性,并对其机理进行分析。有望应用于未来人体内血糖的检测及糖尿病的诊断通过对具备光催化降解释放CS2性能的DTO-NCQDs/tBuDTO-NCQDs的分析发现,DTO-NCQDs/tBuDTO-NCQDs体系光催化降解产生CS2的性能与O2无关,且不受任何气体的影响;光催化降解过程既是一个电子转移过程,也是一个能量转移过程。通过对NCQDs/GCE修饰电极的表征,结果表明由于NCQDs表面的富集效应,NCQDs修饰的电极相较于空载的玻碳电极而言具有更高的电化学响应性;另外,NCQDs/GCE对多巴胺(DA)的检测范围比较宽,为0-10-3M,且当信噪比为3的时候,其检测限低至1.0×10-9M;且抗坏血酸、尿酸对NCQDs/GCE检测DA不存在干扰,NCQDs/GCE对DA具有选择敏感性。另外,NCQDs/GCE具有良好的稳定性以及检测DA的响应再生性,且Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、NO3-、SO42-等常见离子对NCQDs/GCE检测DA并无干扰作用。
【关键词】：氮掺杂 碳量子点 光电应用
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.11
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 缩略词表10-12
• 第一章 绪论12-34
• 1.1 引言12
• 1.2 碳量子点的制备12-17
• 1.2.1 自上而下合成路线12-13
• 1.2.2 自下而上合成路线13-16
• 1.2.3 表面钝化和官能团化16-17
• 1.3 碳量子点的荧光性能17-22
• 1.3.1 共轭π域引起的间隙跃迁引发荧光发射17-18
• 1.3.2 表面缺陷引发荧光发射18
• 1.3.3 CQDs的可调谐荧光发射18-19
• 1.3.4 CQDs的上变频荧光19-21
• 1.3.5 CQDs的电化学荧光发射21-22
• 1.4 碳量子点的应用22-33
• 1.4.1 化学传感22-24
• 1.4.2 生物传感24-25
• 1.4.3 生物成像25-28
• 1.4.4 纳米医学28-30
• 1.4.5 光化学催化30-32
• 1.4.6 电化学催化32-33
• 1.5 论文的研究意义和研究内容33-34
• 1.5.1 论文的研究意义33
• 1.5.2 论文的研究内容33-34
• 第二章 苯硼酸修饰的氮掺杂碳量子点荧光探针的制备与葡萄糖敏感响应性能的研究34-47
• 2.1 引言34
• 2.2 实验部分34-37
• 2.2.1 主要试剂及仪器34-35
• 2.2.2 实验内容35-36
• 2.2.3 样品表征36-37
• 2.3 结果与讨论37-46
• 2.3.1 新型的具有葡萄糖敏感性的APBA-NCQDs荧光探针的制备37-38
• 2.3.2 NCQDs、APBA-NCQDs 的表征38-41
• 2.3.3 APBA-NCQDs的葡萄糖敏感性、选择性分析41-46
• 2.4 本章小结46-47
• 第三章 二硫代草酸类物质修饰的氮掺杂碳量子点的制备及其光催化降解释放CS_2性能的研究47-63
• 3.1 引言47
• 3.2 实验部分47-51
• 3.2.1 主要试剂和仪器47-48
• 3.2.2 实验内容48-49
• 3.2.3 样品表征49-51
• 3.3 结果与分析51-62
• 3.3.1 新型的具有光催化降解释放CS2性能的DTO/tBuDTO-NCQDs纳米材料的制备51-52
• 3.3.2 DTO/tBuDTO-NCQDs的表征52-56
• 3.3.3 DTO/tBuDTO-NCQDs纳米材料光催化降解释放CS2性能的分析56-62
• 3.4 本章小结62-63
• 第四章 氮掺杂碳量子点修饰电极电化学检测多巴胺的研究63-72
• 4.1 引言63
• 4.2 实验部分63-65
• 4.2.1 主要试剂和仪器63-64
• 4.2.2 实验内容64
• 4.2.3 样品表征64-65
• 4.3 结果与讨论65-70
• 4.3.1 NCQDs的表征65-66
• 4.3.2 NCQDs/GCE修饰电极的阻抗分析及电化学行为分析66-67
• 4.3.3 NCQDs/GCE电化学检测DA67-70
• 4.4 本章小结70-72
• 第五章 结论与展望72-74
• 参考文献74-102
• 攻读硕士学位期间的研究成果102-105
• 致谢105

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 季雷华;高素莲;张斌;;量子点的合成、毒理学及其应用[J];环境化学;2008年05期

2 王富;刘春艳;;发光碳量子点的合成及应用[J];影像科学与光化学;2011年04期

3 伊魁宇;王猛;邵明云;;量子点作为离子探针的分析应用[J];广州化工;2012年11期

4 罗慧;李曦;方婷婷;刘鹏;;量子点的毒性研究进展[J];材料导报;2013年19期

5 田瑞雪;武玲玲;赵清;胡胜亮;杨金龙;;碳量子点的氨基化及其对发光性能的影响[J];化工新型材料;2014年01期

6 ;“量子点”晶体将推动部分物理工艺的进步[J];光机电信息;2002年10期

7 徐万帮;汪勇先;许荣辉;尹端l

本文编号：278070