富勒烯(C60)自發(fā)現(xiàn)以來,因其具有良好的自由基清除、電子轉(zhuǎn)移等功能,已被廣泛運(yùn)用到疾病治療,生物傳感器等眾多領(lǐng)域,通過修飾C60得到的衍生物,其應(yīng)用領(lǐng)域更是得到拓寬。三價(jià)錳離子(Mn(Ⅲ))的離子勢能(IP)為7.55 eV,高于富勒烯7.14 eV的離子勢能,因此可利用Mn(Ⅲ)催合成化C60衍生物。生物催化是利用生物酶或細(xì)胞等生物有機(jī)體催化各種化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生,具有反應(yīng)條件溫和,專一性強(qiáng),環(huán)境危害小等特點(diǎn)。錳過氧化物酶(MnP)是由白腐真菌在自身代謝條件下能產(chǎn)生的一種糖基化胞外酶。在MnP的作用下,過氧化氫可將錳離子由二價(jià)氧化到三價(jià)。本論文期望聯(lián)合已知的C60衍生物有機(jī)合成方法,用酶催化的方法,實(shí)現(xiàn)常溫下的C60環(huán)化加成反應(yīng)。本研究中采用超聲轉(zhuǎn)移的方法,將溶于甲苯中的C60轉(zhuǎn)移到水相中,獲得分散性較高的膠束C60,用于與1,3-環(huán)己二酮的環(huán)化加成。通過MALDI-TOFMS,1H-NMR(400 MHz),UV-vis(CDC13+CS2),FT-IRv/cm(KBr)等表征手段,參照以Mn(OAc)3為催化劑合成C60衍生物的表征數(shù)據(jù),證明了以MnP為催化劑可以實(shí)現(xiàn)C60[3+2]環(huán)化加成反應(yīng),生成二氫呋喃-混合型C60衍生物,實(shí)現(xiàn)了生物酶法合成C60衍生物。碳納米材料的生物降解一直以來就是環(huán)境安全領(lǐng)域關(guān)注的問題。雙壁碳納米管(DWCNTs)是由兩層石墨按軸向卷曲而成的碳納米管(CNTs),含有兩層石墨層。DWCNTs因分子間的相互作用力大,極易纏繞聚集,限制了其在水溶液中的溶解分散,阻止了與酶的相互作用的,降低了其被降解的可能性。將DWCNTs與辣根過氧化物酶(HRP)混合超聲可以非共價(jià)鍵的形式實(shí)現(xiàn)碳納米管在水中的分散。降解的過程中采用UV-vis,Raman,NIR,TEM(HRTEM)等方法對DWCNTs的長度,半導(dǎo)體性,表面缺陷程度等加以監(jiān)測,最終發(fā)現(xiàn)HRP降解了 DWCNTs。
【學(xué)位單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.1;TQ127.11
【部分圖文】：

碳原子與相鄰三碳原子結(jié)合，屬于ｓｐ２雜化，近似于三維的大７：鍵［２，３］。具有高度對稱??性，每個(gè)碳原子所處化學(xué)環(huán)境相同，所以在Ｉ３ＣＮＭＲ表征中，只在１４４．３?ｐｐｍ處有一??單峰信號Ｗ。其結(jié)構(gòu)圖如圖１－１。??＠??圖１－１?Ｃ６０不意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｃ６〇??性質(zhì)由結(jié)構(gòu)決定。極高的對稱性使Ｃ６Ｇ很難溶于極性大的溶劑中，易溶于二硫化??碳，甲苯等極性較小的有機(jī)溶劑［５，６］。Ｃ６〇與缺電子烯烴類似，易與富電子物質(zhì)發(fā)生反??應(yīng)，其電離勢能高達(dá)為７．１６?ｅＶ，電子親和能大約為２．７?ｅＶ［７］，表明Ｃ６Ｑ容易實(shí)現(xiàn)電子的??轉(zhuǎn)移，電化學(xué)性質(zhì)良好，這為Ｃ６０用于電化學(xué)分析提供可行性［８］。Ｃ６〇還具有氧化還原??性能，可實(shí)現(xiàn)自由基的清除，為其用于醫(yī)藥治療領(lǐng)域提供了可能［９］。??１??

石墨層按照不同的卷曲方向可構(gòu)成三種不同類型的ＣＮＴｓ：扶手形（＿Ｃｈａｉｒ），??手形（ｃｈｉｒａｌ），鍋齒形（ｚｉｇｚａｇ）。根據(jù)石墨晶格的兩個(gè)方向即矢量Ｃ＝ｎ＊ａｌ＋ｍ＊ａ２?（如??圖１－３）可用于ＣＮＴｓ類型的判斷。ｍ＝０時(shí)為鋸齒形ＣＮＴｓ，?ｍ＝ｎ時(shí)為扶手性ＣＮＴｓ，??其余則為手形ＣＮＴｓＭ。根據(jù)石墨層的卷曲方向（ｎ，ｍ）還可判斷手形ＣＮＴｓ是屬于半??導(dǎo)體性（Ｓ）還是金屬性（Ｍ）。當(dāng)２ｎ＋ｍ為３的整數(shù)倍時(shí)，ＣＮＴｓ為金屬性；若為非??整數(shù)倍，則為半導(dǎo)體性。根據(jù)ＳＷＣＮＴｓ的金屬性和半導(dǎo)體性［１２，１３］推測可知ＤＷＣＮＴｓ??應(yīng)具有四種性質(zhì)的碳管：雙壁同為金屬性（Ｍ＠Ｍ），以及雙壁同為半導(dǎo)體性（Ｓ＠Ｓ），??外壁為金屬性－內(nèi)壁為半導(dǎo)體性（Ｍ＠Ｓ），外壁為半導(dǎo)體性－內(nèi)壁為金屬性（Ｓ＠Ｍ）??［１４１。ＣＮＴｓ所具有的獨(dú)特的金屬性和半導(dǎo)體性確定了其在電學(xué)方面具有較多的應(yīng)用。??２??

成本高［４２］。Ｋｒａｔｓｃｈｍｅｒ和Ｈｕｆｆｍａｎ開發(fā)的接觸電弧法可用于內(nèi)嵌金屬富勒稀的大規(guī)模??生產(chǎn)［４３］。??圖１－４歸納總結(jié)了?Ｃ６〇能發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)［４４】。??％?Ｉｔ；警??圖１－４?Ｃ６０可發(fā)生的共價(jià)修飾丨４４］??Ｆｉｇ．?１－４?Ｃｏｖａｌｅｎｔ?ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?〇６〇１４４１??（２）非共價(jià)修飾??Ａ．穩(wěn)定膠態(tài)分散Ｃ６０??將溶于有機(jī)相的Ｃ６Ｄ與水相混溶后，通過超聲、攪拌等外界機(jī)械力使Ｃ６Ｃ從有機(jī)??相轉(zhuǎn)移到水相，形成膠態(tài)Ｃ６〇?（ｎＣ６ｆｌ），可穩(wěn)定存在數(shù)個(gè)月。Ｂｒａｎｔ對采用三種有機(jī)溶??劑一一甲苯、丙酮、四氫呋喃在超聲、攪拌、蒸發(fā)條件下形成三種的ｎＣ６〇與通過在水??中攪拌形成的ｎＣ６〇進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)ｎＣ６Ｑ的特性（顆粒大小、形態(tài)，紫外吸光等）受??溶劑影響很大Ｉ４９】。目前有幾種假設(shè)分析ｎＣ６Ｑ可穩(wěn)定存在的原因：其一是致密的Ｃ６０簇??被一帶電的薄殼層包裹從而可以穩(wěn)定存在水中；其二是水合水作用于Ｃ６Ｑ表面；其三??是ｎＣ６〇近似于薄膜狀結(jié)構(gòu)??６??
【參考文獻(xiàn)】

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1 黃丹蓮,曾光明,黃國和,胡天覺,陳耀寧,時(shí)進(jìn)鋼;白腐菌的研究現(xiàn)狀及其在堆肥中的應(yīng)用展望[J];微生物學(xué)通報(bào);2004年02期

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本文編號：2876005