形貌可控卟啉纳米制备及其性能研究

发布时间：2017-04-29 00:08

  本文关键词：形貌可控卟啉纳米制备及其性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文利用表面活性剂辅助自组装制备出多种形貌结构的卟啉纳米材料，获得优于卟啉单体的光学性质。以卟啉纳米为基础构建的可视化阵列芯片对有机挥发性气体检测具有响应速度快、信号强和灵敏度高等特点，为卟啉纳米材料在传感器方面的应用提供了基础。 在二甲基甲酰胺/水体系中，，通过表面活性剂辅助自组装制备5,10,15,20-四苯基卟啉锌（ZnTPP）纳米材料，调节表面活性剂种类（聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵）实现ZnTPP纳米形貌可控，制备出多种形貌纳米材料，包括纳米片、雪花状、纳米棒等。调节表面活性剂聚乙二醇的碳链长度（PEG-600、PEG-1000、PEG-2000、PEG-4000和PEG-8000）制备出颗粒尺寸可控的ZnTPP卟啉纳米材料，随表面活性剂碳链延长，ZnTPP卟啉纳米颗粒的尺寸从150nm增大到300nm。研究卟啉取代亚基团和配位金属离子与卟啉纳米形貌之间的相互关系，制备出菱形、矩形和螺旋状等纳米颗粒。研究发现ZnTPP、ZnTCPP、ZnTPFPP和CoTPP纳米材料的紫外-可见吸收光谱Soret带都发生劈裂和红移现象、并且其峰形变宽，同时存在J型和H型聚集体。而ZnTHPP和MnTPP纳米材料的紫外-可见吸收光谱只发生红移和峰形变宽现象，其纳米材料只含有单一的J型聚集体。ZnTPP及其不同取代亚基团的衍生物的纳米材料的荧光发射光谱的荧光强度是其单体的2.5倍以上。 将制备的卟啉纳米材料利用接触点样法制作成阵列芯片，通过可视化阵列系统对有机挥发性气体苯检测，比较卟啉纳米与卟啉单体对有机挥发性气体检测效果。结果显示，差谱图中卟啉纳米阵列点比卟啉单体阵列点的光谱颜色变化更加明显，RGB数据分析表明卟啉纳米阵列点的平均欧式距离是其单体的3倍，且响应时间提高0.75min，从而提高可视化阵列系统对挥发性气体的灵敏性。
【关键词】：卟啉纳米材料 形貌可控 可视化阵列系统 挥发性气体
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-19
• 1.1 纳米材料简介8-9
• 1.1.1 卟啉化合物简介8-9
• 1.1.2 有机纳米材料的特点及制备方法9
• 1.2 卟啉纳米自组装方法9-15
• 1.2.1 混合溶剂法10-12
• 1.2.2 表面活性剂辅助自组装（SAS）12-14
• 1.2.3 离子自组装14
• 1.2.4 物理气相沉淀法14-15
• 1.3 卟啉纳米材料应用15-17
• 1.4 论文研究的目的、主要内容和创新点17-19
• 1.4.1 研究目的17
• 1.4.2 研究主要内容17
• 1.4.3 研究的创新点17-19
• 2 表面活性剂对卟啉纳米形貌可控19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 材料与方法19-21
• 2.2.1 试剂和仪器19-20
• 2.2.2 实验方法20-21
• 2.3 结果与讨论21-26
• 2.3.1 表面活性剂种类对 ZnTPP 纳米形貌影响21-22
• 2.3.2 不同表面活性剂辅助自组装 ZnTPP 纳米紫外-可见光谱22-24
• 2.3.3 不同碳链长度的聚乙二醇对 ZnTPP 纳米形貌影响24-25
• 2.3.4 不同碳链长度 PEG 辅助自组装 ZnTPP 纳米紫外-可见光谱25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 分子结构对卟啉纳米形貌可控27-38
• 3.1 引言27
• 3.2 材料与方法27-29
• 3.2.1 试剂和仪器27-28
• 3.2.2 实验方法28-29
• 3.3 结果与讨论29-37
• 3.3.1 取代亚基团对卟啉纳米形貌影响29-31
• 3.3.2 不同取代亚基团卟啉纳米材料的紫外-可见吸收光谱31-33
• 3.3.3 不同取代亚基团卟啉纳米的荧光光谱33-34
• 3.3.4 配位金属离子对卟啉纳米形貌影响34-35
• 3.3.5 不同配位金属离子卟啉纳米材料的紫外-可见光谱35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 基于卟啉纳米材料的挥发性气体检测38-46
• 4.1 引言38
• 4.2 材料与方法38-39
• 4.2.1 试剂和仪器38
• 4.2.2 实验方法38-39
• 4.3 结果与讨论39-45
• 4.3.1 ZnTPP 及其衍生物卟啉纳米敏感材料筛选39-40
• 4.3.2 ZnTPP 纳米材料对挥发性气体检测性能40-43
• 4.3.3 CoTPP 纳米材料对挥发性气体检测性能43-45
• 4.4 本章小结45-46
• 5 总结与展望46-48
• 5.1 总结46-47
• 5.2 展望47-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-54
• 附录54

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 侯长军;刘琛;张良;沈才洪;张宿义;董家乐;周军;;纳米卟啉材料的制备及其传感性能[J];精细化工;2011年04期

2 钟贵明;侯旭;陈守顺;杨勇;;锂离子电池电极/电解质材料的固体核磁共振研究进展[J];科学通报;2013年32期

3 麦立强;陈丹丹;赵康宁;陈施谕;魏湫龙;陈伟;;纳米线电化学储能材料与器件[J];科学通报;2013年32期

4 黎军;张贤惠;;锂离子电池技术中的计算设计方法进展[J];科研信息化技术与应用;2012年01期

5 李兆龙;孙华君;徐杰;张晓艳;黄胜男;朱泉\

本文编号：333818