生物质石墨烯量子点的制备及其应用

发布时间：2023-03-05 04:00

　　本论文分别以万寿菊和银杏叶为碳源制备了石墨烯量子点(GQDs),并进一步分别以乙二胺、尿素以及三聚氰胺为氮源,制备出了不同的氮掺杂石墨烯量子点。分别用傅里叶红外光谱(FT-IR),紫外光谱(U-v),荧光光谱(PL),X射线衍射(XRD),X射线电子能谱(XPS),拉曼光谱(Raman),透射电子显微镜(TEM)等表征手段对比了不同氮源对不同碳源制备的石墨烯量子点的性能的影响。主要研究如下:1.以富含叶黄素的万寿菊为碳源,分别以乙二胺、尿素和三聚氰胺为氮源,水热合成了氮掺杂石墨烯量子点(N₁₁-GQDs、N₁₂-GQDs、N₁₃-GQDs)。经一系列表征发现三种量子点都成功掺入了氮原子,荧光量子产率分别为7.84%、5.19%和3.97%,经XPS表征发现三者都有C=C、C-N、C=O基团的存在,且荧光强度在pH为4-11的范围内变化不大,在波长为365 nm的紫外灯下照射30 min发现其荧光强度几乎不受影响。Fe³⁺能猝灭N₁₁-GQDs的荧光,而Pb²⁺

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 石墨烯量子点的概述
        1.1.1 石墨烯量子点的定义
        1.1.2 石墨烯量子点的性质
    1.2 石墨烯量子点的制备方法
        1.2.1 自上而下法
        1.2.2 自下而上法
    1.3 石墨烯量子点的修饰
        1.3.1 含氧基团的掺杂
        1.3.2 含氮基团的掺杂
        1.3.3 含硫基团的掺杂
        1.3.4 贵金属的掺杂
    1.4 石墨烯量子点的发光机理
    1.5 石墨烯量子点的应用
        1.5.1 荧光检测
        1.5.2 传感器
        1.5.3 光电催化
        1.5.4 生物标记及生物成像
    1.6 本文的设计思路
第2章 实验部分
    2.1 实验试剂与仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验步骤
        2.2.1 石墨烯量子点的合成
        2.2.2 氮掺杂石墨烯量子点的制备
    2.3 样品的表征分析
        2.3.1 样品微观形貌分析
        2.3.2 光致发光分析
        2.3.3 红外光谱分析
        2.3.4 元素分析
第3章 万寿菊为碳源制备掺杂型石墨烯量子点的研究
    3.1 乙二胺为氮源的石墨烯量子点的制备及对Fe³⁺的检测
        3.1.1 引言
        3.1.2 实验方法
            3.1.2.1 Fe³⁺的检测方法
            3.1.2.2 真实样品中Fe³⁺的检测
            3.1.2.3 细胞培养及细胞成像实验
            3.1.2.4 细胞毒性测试
        3.1.3 结果与讨论
            3.1.3.1 石墨烯量子点的表征分析
            3.1.3.2 实验条件的探究
            3.1.3.3 金属离子竞争性的检测
            3.1.3.4 Fe³⁺对N₁₁-GQDs的滴定
            3.1.3.5 时间对N₁₁-GQDs荧光强度的影响
            3.1.3.6 N₁₁-GQDs对实际水样中Fe³⁺的检测
            3.1.3.7 细胞成像实验
            3.1.3.8 细胞毒性测试
        3.1.4 小结
    3.2 分别以尿素和三聚氰胺为氮源的石墨烯量子点的制备及对Pb²⁺和Cu²⁺的检测
        3.2.1 引言
        3.2.2 实验方法
            3.2.2.1 Pb²⁺和Cu²⁺的检测方法
            3.2.2.2 对Pb²⁺和Cu²⁺的选择性检测的方法
        3.2.3 实验结果与讨论
            3.2.3.1 石墨烯量子点的表征分析
            3.2.3.2 实验条件的探究
            3.2.3.3 N₁₂-GQDs和N₁₃-GQDs对金属离子竞争性的检测
            3.2.3.4 Pb²⁺对N₁₂-GQDs和N₁₃-GQDs的滴定实验
            3.2.3.5 二乙胺对N₁₂-GQDs-Pb²⁺、N₁₃-GQDs-Pb²⁺、N₁₂-GQDs-Cu²⁺和N₁₃-GQDs-Cu²⁺系统的反滴定实验
        3.2.4 小结
第4章 银杏叶为碳源制备掺杂型石墨烯量子点的研究
    4.1 乙二胺为氮源的石墨烯量子点的制备及对Fe³⁺的检测
        4.1.1 引言
        4.1.2 Fe³⁺的检测方法
        4.1.3 结果与讨论
            4.1.3.1 石墨烯量子点的表征分析
            4.1.3.2 实验条件的探究
            4.1.3.3 N₂₁-GQDs对金属离子竞争性的检测
            4.1.3.4 Fe³⁺对N₂₁-GQDs的滴定实验
        4.1.4 小结
    4.2 分别以尿素和三聚氰胺为氮源的石墨烯量子点的制备及对Pb²⁺和Cu²⁺的检测
        4.2.1 引言
        4.2.2 实验方法
            4.2.2.1 Pb²⁺和Cu²⁺的检测方法
            4.2.2.2 对Pb²⁺和Cu²⁺的选择性检测的方法
        4.2.3 实验结果与讨论
            4.2.3.1 石墨烯量子点的表征分析
            4.2.3.2 实验条件的探究
            4.2.3.3 N₂₂-GQDs和N₂₃-GQDs对金属离子竞争性的检测
            4.2.3.4 Pb²⁺对N₂₂-GQDs和N₂₃-GQDs的滴定实验
            4.2.3.5 二乙胺对N₂₂-GQDs-Pb²⁺、 N₂₃-GQDs-Pb²⁺、 N₂₂-GQDs-Cu²⁺和N₂₃-GQDs-Cu²⁺系统的反滴定实验
        4.2.4 小结
第5章 总结与展望
    一、总结
    二、展望
参考文献
致谢
附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录



本文编号：3755660