發(fā)布時(shí)間：2020-03-26 14:19

【摘要】：類石墨烯量子點(diǎn)不僅保持了原材料的優(yōu)異特性,還因?yàn)榫哂辛孔酉抻�、邊界效�?yīng)表現(xiàn)出了新的特性。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體量子點(diǎn)雖具有良好的發(fā)光性,但因其大多含有重金屬,在制備生產(chǎn)以及使用過(guò)程中容易對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞,進(jìn)而限制了其在傳感檢測(cè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。類石墨烯量子點(diǎn)不僅具有很好的生物兼容性、還具有良好的光穩(wěn)定性、易于實(shí)現(xiàn)表面改性、成本低易于大規(guī)模制備等特點(diǎn),在生物傳感檢測(cè)領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。通過(guò)檸檬酸聚合以及液相剝離制備類石墨烯量子點(diǎn),通過(guò)形貌表征、光學(xué)性能表征的方法,圍繞類石墨烯量子點(diǎn)在微量傳感檢測(cè)領(lǐng)域開展研究。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)采用檸檬酸縮合的方法制備石墨烯量子點(diǎn),再利用原位生長(zhǎng)法制備石墨烯量子點(diǎn)與金納米顆粒復(fù)合物,利用石墨烯量子點(diǎn)/金納米顆粒復(fù)合物修飾玻碳電極,研究修飾層導(dǎo)電性。并利用該種修飾電極對(duì)溶液中的鄰苯二酚進(jìn)行微量檢測(cè),最低檢測(cè)限達(dá)到0.87 μM。(2)利用簡(jiǎn)單一步超聲剝離法制備二硫化鎢量子點(diǎn),并研究其熒光強(qiáng)度在不同pH條件下的穩(wěn)定性,研究發(fā)現(xiàn)在pH 5～9范圍內(nèi)具有很好的穩(wěn)定性。采用二硫化鎢量子點(diǎn)作為檢測(cè)多巴胺熒光探針,探究二硫化鎢量子點(diǎn)對(duì)多巴胺的微量檢測(cè)性能,研究發(fā)現(xiàn)二硫化鎢量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度與多巴胺濃度呈負(fù)相關(guān),最低檢測(cè)極限達(dá)到3.3 μM。(3)首先利用鋰離子插層法制備二硫化鎢納米片前驅(qū)體,并利用超聲剝離法制備二硫化鎢量子點(diǎn),研究該種方法制備的二硫化鎢量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì),研究發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn)熒光產(chǎn)生20 nm的藍(lán)移。進(jìn)一步探究了二硫化鎢量子點(diǎn)熒光被銅離子猝滅的機(jī)制,并得到銅離子的檢測(cè)限為0.4 μM。
【圖文】：

原體生物系統(tǒng)、高儲(chǔ)能電池和超級(jí)電容器、過(guò)濾材料、輕質(zhì)強(qiáng)力復(fù)合物以及光子逡逑和光電子學(xué)應(yīng)用等［７，邋１０－１４］。石墨烯已經(jīng)被人們廣泛的認(rèn)為是其他碳同素異形體逡逑（零緯的富勒烯、一維的碳納米管和三維結(jié)構(gòu)的石墨）的基礎(chǔ)材料狀態(tài)。圖１－１逡逑為二維的石墨烯層演化成富勒烯、碳納米管和石墨的示意圖［９］，碳原子構(gòu)成的逡逑零位富勒烯可以是空心球狀，橢圓球狀，管狀或者其他形狀，這些形狀結(jié)構(gòu)均可逡逑以由單層石墨烯通過(guò)卷曲得到；碳納米管可以由層狀石墨烯通過(guò)卷曲成準(zhǔn)一維管逡逑狀結(jié)構(gòu)得到，，并且根據(jù)碳納米管狀壁層數(shù)可以分為單壁納米管和多壁納米管；三逡逑維石墨可以由層狀的二維石墨烯基本單元通過(guò)弱的范德瓦爾斯力堆疊而成。在逡逑２00４年之前，科學(xué)家們普遍認(rèn)為單純的二維層狀石墨烯由于其邊緣具有高能量逡逑懸掛鍵和易發(fā)生自卷曲的結(jié)構(gòu)存在，并不能夠在自由狀態(tài)下穩(wěn)定的存在，直到逡逑Ａｎｄｒｅ邋Ｇｅｉｍ和Ｋｏｓｔｙａ邋Ｎｏｖｏｓｅｌｏｖ在曼徹斯特大學(xué)用膠帶從石墨上成功剝尚出石逡逑墨烯單層，如圖１－２所示，為鍵長(zhǎng)０．１４ｎｍ的石墨烯透射電鏡表征圖，從而證明逡逑了像石墨烯這種單原子層的二維材料可以在自然界中穩(wěn)定存在［１５］。其二人也因逡逑此獲得了邋２０１０年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，極大的拓寬了納米材料研究的領(lǐng)域。逡逑２逡逑

％邐ｍ逡逑ｆ愚灥逡逑圖１－１以二維石墨烯為基本單元構(gòu)建富勒烯、碳納米管、石墨［９］逡逑Ｆｉｇ邋１－１邋Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｆｕｌｌｅｒｅｎｅｓ，邋ｎａｎｏｔｕｂｅｓ邋ａｎｄ邋ｇｒａｐｈｉｔｅ邋ｆｒｏｍ邋ｇｒａｐｈｅｎｅ逡逑石墨烯到目前已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域，例如：納米電子學(xué)、細(xì)菌病逡逑原體生物系統(tǒng)、高儲(chǔ)能電池和超級(jí)電容器、過(guò)濾材料、輕質(zhì)強(qiáng)力復(fù)合物以及光子逡逑和光電子學(xué)應(yīng)用等［７，邋１０－１４］。石墨烯已經(jīng)被人們廣泛的認(rèn)為是其他碳同素異形體逡逑（零緯的富勒烯、一維的碳納米管和三維結(jié)構(gòu)的石墨）的基礎(chǔ)材料狀態(tài)。圖１－１逡逑為二維的石墨烯層演化成富勒烯、碳納米管和石墨的示意圖［９］，碳原子構(gòu)成的逡逑零位富勒烯可以是空心球狀，橢圓球狀，管狀或者其他形狀，這些形狀結(jié)構(gòu)均可逡逑以由單層石墨烯通過(guò)卷曲得到；碳納米管可以由層狀石墨烯通過(guò)卷曲成準(zhǔn)一維管逡逑狀結(jié)構(gòu)得到，并且根據(jù)碳納米管狀壁層數(shù)可以分為單壁納米管和多壁納米管；三逡逑維石墨可以由層狀的二維石墨烯基本單元通過(guò)弱的范德瓦爾斯力堆疊而成。在逡逑２00４年之前，科學(xué)家們普遍認(rèn)為單純的二維層狀石墨烯由于其邊緣具有高能量逡逑懸掛鍵和易發(fā)生自卷曲的結(jié)構(gòu)存在
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.1;O657.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2601560