功能化石墨烯和碳点的制备及其在传感器方面的应用

发布时间：2021-10-18 17:57

　　石墨烯是碳原子紧密堆积成的二维蜂窝状晶格结构的碳材料,具有许多优异而独特的物理、化学和机械性能,在微纳米电子器件、光电子器件、新型复合材料以及传感器等方面有着广泛的应用前景;碳点与传统的量子点相比,具有低的毒性、高的抗漂白性、良好的生物相容性、高的化学惰性和易于功能化等特点,在生物和医学领域具有非常重要的应用价值。作为国家自然科学基金（NO.21173070）和河南省高校创新人才基金（No.124200510014）资助课题的一部分,本论文以化学还原和水热处理等为合成方法,以电镜和X-射线光电子能谱等现代实验技术为表征手段,从探索功能化石墨烯和碳点的组成、形貌、结构与其性能之间的关系出发,构建了几种功能化碳纳米材料,并探索了它们在传感器方面的应用。主要研究内容和成果如下:1、以1-丁基-3-甲基咪唑半胱氨酸盐离子液体同时作为还原剂、稳定剂和功能化试剂,通过自组装一步制备出离子液体功能化石墨烯（IL-G）复合材料,建立了一种操作简便、环境友好的制备IL-G复合物的新方法。通过原子力显微镜、扫描电子显微镜、拉曼、循环伏安和交流阻抗等技术手段对所制备材料的结构、形貌、组成和性能进行了表征。结... 

【文章来源】：河南师范大学河南省

【文章页数】：124 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 碳纳米材料概述
    1.2 石墨烯
        1.2.1 石墨烯的结构与性质
        1.2.2 功能化石墨烯复合材料
        1.2.3 石墨烯及其复合材料的应用
    1.3 碳点
        1.3.1 碳点的制备
        1.3.2 碳点的修饰
        1.3.3 碳点的光学性能
        1.3.4 碳点的应用
    1.4 本论文的选题思路及主要研究内容
第二章 离子液体功能化石墨烯复合物的制备及其在电化学中的应用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂
        2.2.2 仪器
        2.2.3 [C4mim][Cys]离子液体的制备
        2.2.4 GO的制备（Hummer法）[182]
        2.2.5 IL-G复合材料和石墨烯的制备
        2.2.6 IL-G复合材料修饰电极和石墨烯修饰电极的制备
        2.2.7 电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 IL-G复合材料的表征
        2.3.2 IL-G复合材料的电化学性能
        2.3.3 同时测定CT和HQ
        2.3.4 修饰电极的稳定性、重现性和选择性
        2.3.5 样品测定
    2.4 小结
第三章 离子液体功能化石墨烯复合物修饰电极同时测定多巴胺和尿酸
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 化学试剂
        3.2.2 仪器和方法
        3.2.3 IL-G复合材料和石墨烯的制备
        3.2.4 修饰电极的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 IL-石墨烯复合材料的电化学表征
        3.3.2 AA、DA和UA的电化学行为
        3.3.3 扫描速率对UA和DA的电化学行为的影响
        3.3.4 pH值对UA和DA的电化学行为的影响
        3.3.5 在AA存在下同时或单个测定UA和DA
        3.3.6 稳定性和重现性
        3.3.7 实际样品分析
    3.4 小结
第四章 荧光性能可调的氮、硫和磷共掺杂碳点的制备及其在传感器方面的应用
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂和材料
        4.2.2 仪器
        4.2.3 氮/硫/磷-碳点的制备
        4.2.4 荧光测定Hg~(2+)
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 氮/硫/磷-碳点的表征
        4.3.2 氮/硫/磷-碳点的光学性能
        4.3.3 荧光碳点测定汞离子
    4.4 结论
第五章 高荧光氮、硫共掺杂碳点的制备及对痕量Hg(Ⅱ)离子的选择性测定
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 试剂
        5.2.2 仪器
        5.2.3 GO制备
        5.2.4 氮/硫-碳点的制备
        5.2.5 荧光测定Hg~(2+)
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 氮/硫-碳点的表征
        5.3.2 碳点的光学性能
        5.3.3 荧光测定汞离子
    5.4 小结
第六章 结论与展望
参考文献
致谢
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【参考文献】：
期刊论文
[1]One-step synthesis of fluorescent hydroxyls-coated carbon dots with hydrothermal reaction and its application to optical sensing of metal ions[J]. LIU LiQin1, LI YuanFang1, ZHAN Lei2, LIU Yue1 & HUANG ChengZhi1, 2 1 Education Ministry Key Laboratory on Luminescence and Real-Time Analysis; College of Chemistry and Chemical Engineering, Southwest University, Chongqing 400715, China 2College of Pharmaceutical Sciences, Southwest University, Chongqing 400715, China.  Science China（Chemistry）. 2011(08)
[2]{苯基-[（吡啶-4-羰基）-氨基]-甲基}-膦酸二烷基酯的合成与波谱表征[J]. 方华,厦门大学化学化工学院福建省化学生物学省重点实验室,方美娟,厦门大学化学化工学院福建省化学生物学省重点实验室,留筱厦,厦门大学化学化工学院福建省化学生物学省重点实验室,许鹏翔,厦门大学化学化工学院福建省化学生物学省重点实验室,赵玉芬,厦门大学化学化工学院福建省化学生物学省重点实验室.  有机化学. 2005(04)



本文编号：3443234