【摘要】：本實驗對氧化石墨烯(GO)表面進行了共價及非共價交聯(lián),探索石墨烯-生物分子雜化材料對金屬離子的檢測及吸附效果,以及對有機染料的吸附降解效果。在GO表面進行生物分子的修飾,使其具有生物體系的特定選擇性,有利于實現(xiàn)對特定污染物的檢測及分離。主要研究工作為:1.用氯乙酸對GO表面的環(huán)氧基進行親核開環(huán)反應(yīng),并修飾上羧基,進一步地,利用羧基與牛血清蛋白(BSA)上氨基的酰胺縮聚反應(yīng),制備GO-BSA復合物并抽濾成膜,探究復合膜對幾種金屬離子以及有機染料的吸附。其中對氯金酸(HAuCl4)首次吸附量可達85.80%,對鈷離子(Co2+)的首次吸附量為51.86%,過濾4次后,吸附量降低,與純GO膜的吸附量一樣。2.以BSA為還原劑和穩(wěn)定劑制備熒光金納米簇(AuNCs@BSA),在不同溶液環(huán)境中對Hg2+的檢測具有靈敏性,最低檢測限達0.0238 nM;進而將AuNCs@BSA與GO共價結(jié)合并抽濾成膜,探究對Hg2+的吸附效果以及膜的循環(huán)使用次數(shù)。首次吸附效率可達90.45%,循環(huán)分離次數(shù)可達7次。3.以葡萄糖制備的碳點(CQDs),作為二氧化鈦(TiO2)的模板制備CQDs-TiO2納米微球,用于與石墨烯泡沫雜化,制備的功能性GO-TiO2-CQD泡沫能夠促進多種有機染料在自然條件下的催化降解。
【圖文】：

１．２石墨烯表面改性逡逑通過表面改性可以提高ＧＯ功能性，一般來講，表面改性分為兩種形式，共價結(jié)逡逑合以及非共價結(jié)合［７，２２＿２３］。如圖１－１，ＧＯ的結(jié)構(gòu)是純碳元素組成的苯環(huán)構(gòu)成的蜂窩狀逡逑平面，可以通過７１－７Ｔ疊加的非共價形式進行改性。而ＧＯ的表面官能團更加豐富，在逡逑缺陷位置和邊緣處存在不同類型的含氧官能團，小分子或高分子鏈可以很容易地通過逡逑與ＧＯ以及ＲＧＯ進行反應(yīng)接枝到ＧＯ表面，如酰胺縮聚反應(yīng)、羧基和羥基的酯化反逡逑應(yīng)、以及環(huán)氧基的開環(huán)反應(yīng)。ＲＧＯ是將ＧＯ還原到不同程度所得的產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)比ＧＯ逡逑更加完整，比純石墨烯又多了少量的官能團，因此也可以實現(xiàn)復雜的改性方式［５，２４］。逡逑＾／Ｎｏｎｃｏｖａｌｅｎｔ邋Ｃｏｖａｌｅｎｔ邋＼逡逑Ｚ邋Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ邋ｂｉｎｄｉｎｇ逡逑￡Ｑｉ邐至：逡逑ｎ－ｎ邋ｓｔａｃｋｉｎｇ逡逑Ｐｏｌｌｕｔａｎｔ逡逑ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ逡逑圖１－１石墨烯－生物分子結(jié)合作用力的圖示逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｇｒａｐｈｅｎｅ－ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ邋ｈｙｂｒｉｄｓ逡逑１．２．１石墨烯與ＤＮＡ的結(jié)合逡逑１．２．１．１共價結(jié)合逡逑通過Ｈｕｍｍｅｒｓ方法制備的ＧＯ缺陷及邊緣含有大量官能團，，如羧基、羥基、酯逡逑基，通過共價結(jié)合可以增強界面交聯(lián)，使Ｇ？與生物分子進行更為緊密的結(jié)合。而另逡逑一方面

（ａ）邋ｒＧＯ－ＰＬＬ的合成步驟以及與ＨＲＰ的自組裝過程，（ｂ）制備芘丁酸修ＲＧＤ多肽共價結(jié)合示意圖。逡逑ｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｒＧＯ－ＰＬＬ邋ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ邋ａｎｄ邋ａｓｓｅｍｂｌｙ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ｒＧＯ－ＰＬＬ邋ａｎｄ，邋（ｂ）邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｆｒｅｅ－ｓｔａｎｄｉｎｇ邋ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃ邋ｆｉｌｍ邋ａｃｅｌｌ邋ａｓｓａｙ．逡逑價結(jié)合逡逑數(shù)據(jù)庫中鑒定的肽己被證明能與多種非生物表面結(jié)合�？梢岳饔脕韯�(chuàng)造具有有趣的電子、光學或催化特性的雜化材料。多肽邊緣或平面上，并能影響石墨烯的電子性質(zhì)。用多肽與石墨烯形６逡逑
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB33;TQ424

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3 張倩;唐利斌;李汝R

本文編號：2630423