本文關(guān)鍵詞：水熱法制備水溶性碳點及其熒光性能與應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著納米技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展,碳材料大家庭不斷壯大。碳量子點(簡稱碳點)作為這個大家庭中的新成員,因其具有粒徑小,毒性低,水溶性好,熒光性能優(yōu)異和光穩(wěn)定性強等優(yōu)點而備受研究者的關(guān)注。目前碳點的研究尚處于起步階段,還有許多實驗和理論方面的問題值得探索和解決。例如尋找更綠色環(huán)保的碳源通過更簡單安全、易操作的方法來合成性能更好,量子產(chǎn)率更高的碳點,碳點作為新型熒光探針在生物標(biāo)記上更深入的應(yīng)用,基于碳點復(fù)合材料的光催化劑的進一步研究等等�？梢灶A(yù)見,對碳點的研究和探索,不僅對生產(chǎn)和生活有重要的影響,更多的將引領(lǐng)我們朝向綠色可持續(xù)發(fā)展的方向邁向新的一步�；谝陨详U述,本論文主要做了以下工作：1使用蔗糖作為碳源,采用水熱法成功制備了水溶性好,熒光性能優(yōu)異的碳點。通過對碳點的紅外光譜和XPS能譜分析解釋了碳點水溶性好的原因。改變反應(yīng)前驅(qū)液的pH值、反應(yīng)溫度以及反應(yīng)時間,分別制備了一系列的碳點,通過表征這些碳點的形貌、熒光發(fā)射光譜、吸收光譜和量子產(chǎn)率等方面來詳細討論了制備條件的變化,對制得碳點熒光性能的影響。實驗結(jié)果表明由于反應(yīng)條件的改變,制得碳點的粒徑分布相應(yīng)發(fā)生改變,從而引起碳點的熒光光譜發(fā)生紅移或藍移。2使用雪松的松針作為碳源,采用水熱法成功制備了水溶性好,熒光性能優(yōu)異的碳點,該工作中選用的碳源,綠色環(huán)保,來源廣泛,廉價易得,安全無毒,可用于大批量生產(chǎn)碳點。制得的碳點大小在8-10nm,在細胞毒性測試中表現(xiàn)極佳,即使碳點濃度高達1000μg/mL,細胞成活率也遠高于國際標(biāo)準(zhǔn),碳點的低毒性說明其具有很好的生物相容性,選用S180細胞進行細胞標(biāo)記,通過激光共聚焦顯微鏡拍攝的照片可以看出,碳點成功進入細胞并發(fā)出熒光,進一步觀察發(fā)現(xiàn)進入細胞的碳點主要分布于細胞膜和細胞質(zhì)中。3使用還原型谷胱甘肽作為碳源,利用水熱法一步合成了含有S摻雜的碳點。合成的S摻雜碳點的量子產(chǎn)率較高,熒光壽命較短,經(jīng)實驗論證,鉛離子Pb2+的加入會使S摻雜碳點溶液的熒光強度降低,這種猝滅作用可以歸因于加入的鉛離子Pb2+與碳點表面的S以及N的結(jié)合從而導(dǎo)致了碳點的熒光猝滅。因此合成的S摻雜碳點可以作為熒光探針用于Pb2+離子的檢測,通過定性檢測實驗和干擾離子實驗證明了該熒光探針對Pb2+離子的檢測具有非常高的選擇性。敏感實驗證明熒光探針的熒光強度對鉛離子Pb2+的濃度非常敏感,熒光強度隨著鉛離子Pb2+濃度的升高而逐漸降低,敏感度可以精確到0.1 nM。4使用蔗糖作為碳源制得的碳點,分別和利用靜電紡絲制得的氧化錫以及利用水熱法制得的氧化鈰復(fù)合,制得的復(fù)合體系用于光催化性能研究。單純氧化錫和氧化鈰的光催化劑由于較寬的帶隙而無法充分利用可見光進行光催化。而碳點由于具有上轉(zhuǎn)換熒光的性能,能夠?qū)㈤L波長的光轉(zhuǎn)化為短波長的光進行發(fā)射,因此當(dāng)氧化錫或氧化鈰與碳點復(fù)合后,其可見光催化效率明顯提高。當(dāng)然,碳點可以作為受體接受光生電子從而有效的促進光生電子空穴對分離也是光催化效率提高的原因。
【關(guān)鍵詞】：碳點 熒光 生物標(biāo)記 重離子檢測 氧化錫 氧化鈰 上轉(zhuǎn)換 可見光催化
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O471.1
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 概論12-40
• 1.1 納米材料概述12-13
• 1.2 碳點概述13-14
• 1.3 碳點的制備方法14-19
• 1.3.1 電弧切割法14
• 1.3.2 激光消融法14-15
• 1.3.3 電化學(xué)氧化法15
• 1.3.4 硝酸回流法15-16
• 1.3.5 模板法16
• 1.3.6 微波合成法16-17
• 1.3.7 水熱法17-19
• 1.4 碳點的性質(zhì)19-25
• 1.4.1 碳點的熒光性質(zhì)19-21
• 1.4.2 碳點的光穩(wěn)定性21-22
• 1.4.3 碳點的上轉(zhuǎn)換熒光22-23
• 1.4.4 碳點的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移性質(zhì)23
• 1.4.5 碳點的生物相容性與低細胞毒性23-25
• 1.4.6 其他性能25
• 1.5 碳點的應(yīng)用25-32
• 1.5.1 碳點的生物應(yīng)用25-29
• 1.5.2 碳點的光催化應(yīng)用29-31
• 1.5.3 碳點的離子檢測31-32
• 1.5.4 其他應(yīng)用32
• 1.6 論文的結(jié)構(gòu)與內(nèi)容32-34
• 參考文獻34-40
• 第二章 以蔗糖為碳源制備碳點并對不同反應(yīng)條件下碳點發(fā)光性能的研究40-56
• 2.1 引言40-42
• 2.2 實驗部分42-43
• 2.2.1 實驗原料與設(shè)備42
• 2.2.2 碳點的制備過程42-43
• 2.2.3 樣品表征43
• 2.3 實驗結(jié)果與討論43-53
• 2.3.1 結(jié)構(gòu)、形貌及成分表征43-45
• 2.3.2 不同pH值對合成的碳點發(fā)光性能的影響45-48
• 2.3.3 不同反應(yīng)溫度對合成的碳點發(fā)光性能的影響48-50
• 2.3.4 不同反應(yīng)時間對合成的碳點發(fā)光性能的影響50-53
• 2.4 小結(jié)53-54
• 參考文獻54-56
• 第三章 以松針為碳源制備碳點及其在細胞標(biāo)記上的應(yīng)用56-70
• 3.1 引言56-58
• 3.2 實驗過程58-59
• 3.2.1 實驗原料及設(shè)備58
• 3.2.2 碳點的制備過程58-59
• 3.2.3 碳點的細胞毒性測試和熒光標(biāo)記59
• 3.2.4 樣品的表征59
• 3.3 結(jié)果與討論59-66
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)、形貌及成分的表征59-63
• 3.3.2 光學(xué)性能的表征63-64
• 3.3.3 碳點的細胞毒性測試64-65
• 3.3.4 細胞的熒光標(biāo)記65-66
• 3.4 小結(jié)66-67
• 參考文獻67-70
• 第四章 S摻雜碳點的制備及其在離子檢測中的應(yīng)用70-85
• 4.1 引言70-71
• 4.2 實驗部分71-72
• 4.2.1 實驗材料與設(shè)備71-72
• 4.2.2 S摻雜碳點的制備過程72
• 4.2.3 樣品的表征72
• 4.3 結(jié)果與討論72-82
• 4.3.1 結(jié)構(gòu)、形貌及成分的表征72-75
• 4.3.2 光學(xué)性能的表征75-78
• 4.3.3 S摻雜碳點對鉛離子Pb~(2+)的檢測78-82
• 4.4 小結(jié)82-83
• 參考文獻83-85
• 第五章 碳點/氧化錫納米線復(fù)合體系的制備及其可見光催化性能的研究85-97
• 5.1 引言85-86
• 5.2 實驗過程86-87
• 5.2.1 碳點的制備86-87
• 5.2.2. 氧化錫納米線的制備87
• 5.2.3 碳點/氧化錫納米線復(fù)合體系的組裝87
• 5.2.4 光催化過程87
• 5.2.5 樣品表征87
• 5.3 結(jié)果與討論87-94
• 5.3.1 結(jié)構(gòu)、形貌及成分的表征87-91
• 5.3.2 光學(xué)性能的表征91-92
• 5.3.3 可見光催化性能的研究92-94
• 5.4 小結(jié)94-95
• 參考文獻95-97
• 第六章 碳點/立方氧化鈰納米復(fù)合體系的制備及其可見光催化研究97-108
• 6.1 引言97-98
• 6.2 實驗過程98-99
• 6.2.1 碳點的制備98
• 6.2.2 立方氧化鈰的制備98
• 6.2.3 碳點/立方氧化鈰復(fù)合體系的組裝98
• 6.2.4 光催化過程98
• 6.2.5 樣品表征98-99
• 6.3 結(jié)果與討論99-105
• 6.3.1 結(jié)構(gòu)、形貌及成分的表征99-102
• 6.3.2 光學(xué)性能的表征102
• 6.3.3 可見光催化性能的研究102-105
• 6.4 小結(jié)105-106
• 參考文獻106-108
• 第七章 結(jié)論與展望108-110
• 7.1 結(jié)論108-109
• 7.2 展望109-110
• 學(xué)術(shù)成果110-112
• 一 論文110-111
• 二 參與課題111-112
• 致謝112

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 黃艷娥,琚行松;納米二氧化鈦光催化降解水中有機污染物的研究進展[J];化工環(huán)保;2002年01期

2 施爾畏，夏長泰，王步國，，仲維卓;水熱法的應(yīng)用與發(fā)展[J];無機材料學(xué)報;1996年02期

3 吳會軍,劉笑笑,朱冬生,向蘭,於禎;水熱反應(yīng)法制備納米粉體的研究進展[J];現(xiàn)代化工;2003年S1期

  本文關(guān)鍵詞：水熱法制備水溶性碳點及其熒光性能與應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：301358