本文選題：碳點 + 摻雜��； 參考：《寧夏大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：碳量子點(簡稱碳點)是一種新型的零維半導(dǎo)體納米材料,具有毒性低、制備工藝簡單、原材料豐富(煤炭、面粉,秸稈、果皮等)、廉價、可調(diào)的熒光特征等優(yōu)點。在環(huán)境污染物的檢測和印染廢水的處理上實現(xiàn)了環(huán)保綠色化。但是這種新型的碳納米材料也有不足：碳點熒光產(chǎn)率低,后續(xù)分離純化過程繁瑣；在離子檢測和光催化等應(yīng)用方面,碳點表現(xiàn)出不穩(wěn)定性,光催化效率低等�；谔键c優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)以及豐富的原材料,本文擴展了制備碳點的原料來源,提高光催化復(fù)合材料的催化性能,并且為了解決碳點在離子檢測應(yīng)用方面的缺點,對碳點進行元素摻雜特異性檢測,提高碳點的穩(wěn)定性,具體研究內(nèi)容包括：1、以大蒜為碳源,采用水熱法一步制備氮摻雜熒光碳點(N-CQDs),并探討了水熱時間、水熱溫度和大蒜添加量對制備碳點的影響,發(fā)現(xiàn)大蒜的量為6g,120。C水熱10h得到的N-CQDs熒光性最好。TEM,AFM,XPS,FTIR等表征研究了N-CQDs的光學(xué)性能和結(jié)構(gòu)特性,N-CQDs的粒徑在6nm左右,由1.5層石墨烯構(gòu)成,其表面有N-H,C=O,C-N等官能團修飾。進一步探討了N-CQDs的形成機理,即大蒜中含有大量的氨基酸和維生素,這些有機小分子在水熱條件經(jīng)過高溫?zé)峤夂?其結(jié)構(gòu)中五元環(huán)的N-5(Pyrrolic-N)鍵,通過“擴環(huán)”作用轉(zhuǎn)變?yōu)镹-H,并逐漸在N-CQDs表面連接羧基、羥基等含氧官能團。2、采用檸檬酸為碳源,氨水為氮源,熱解法制備了水溶性好及穩(wěn)定性高的氮摻雜碳點(NCDs)。高分辨透射電鏡(HRTEM)觀察氮摻雜碳點的粒徑為3 nm左右；X射線光電子能譜(XPS)和傅里葉紅外光譜(FTIR)證實了NCDs的表面被羧基、氨基、羥基、羰基等官能團所功能化；NCDs的熒光量子產(chǎn)率為0.78。研究發(fā)現(xiàn)Hg2+對NCDs熒光有很好的猝滅作用,可作為熒光探針用于水樣中Hg2+的檢測。在pH 7.0的PBS緩沖液中,NCDs的熒光猝滅率(F/F0)與汞離子濃度在0.001-0.1μmol/L之間存在良好的線性關(guān)系,檢出限為2.1 nmol/L。該方法已成功應(yīng)用到現(xiàn)實水樣中Hg2+的檢測。3、在以檸檬酸為碳源的基礎(chǔ)上,加入L.半胱氨酸引入含氮和硫元素,一步水熱法制備N,S共摻雜的碳量子(N.S-CQDs)。對N,S-CQDs進行高分辨透射電鏡(HRTEM),X射線光電子能譜(XPS)和傅里葉紅外光譜(FTIR)等表征觀察N,S-CQDs粒徑在10 nm左右,表面被羧基、氨基、羥基、羰基等官能團所功能化。并基于Fe3+對N,S-CQDs的熒光有猝滅作用,建立了水樣中檢測Fe3+的新方法。在PBS緩沖液中(0.1 mol/L pH 7.5),NCDs的熒光猝滅率(F/F0)與Fe3+濃度范圍在1.10nmol/L和0.2-1μmol/L之間存在良好的線性關(guān)系,檢出限為0.4 nmo1/L。本方法可應(yīng)用到現(xiàn)實水樣中Fe3+的檢測。4、以葡萄糖為碳源,水熱法合成水溶性碳點(CQDs),通過超聲輔助水解將其與氯氧化鉍(BiOCl)復(fù)合,制備BiOCl/CQDs復(fù)合光催化劑。傅里葉紅外光譜、X射線衍射、掃描電子顯微鏡和熒光分光光度計對BiOCl/CQDs的結(jié)構(gòu)與性能進行了表征。并以羅丹明B為降解底物,考察不同碳點含量的復(fù)合光催化劑的光催化性能差異。結(jié)果表明,和純相氯氧化鉍相比,復(fù)合光催化劑的降解率有所提高。碳點濃度為1.5 mg/mL,降解時間為40 min時,羅丹明B的降解率可達到93%。
[Abstract]:Carbon quantum dots ( carbon dots ) are a new type of zero - dimensional semiconductor nano - material , which has the advantages of low toxicity , simple preparation process , abundant raw materials ( coal , flour , straw , pericarp , etc . ) , low - cost and adjustable fluorescent characteristics .
N - CQDs were prepared from garlic as carbon source and N - CQDs were prepared by hydrothermal method .
X - ray photoelectron spectroscopy ( XPS ) and Fourier transform infrared spectroscopy ( FTIR ) confirm that the surface of the catalyst is functionalized by the functional groups such as carboxyl , amino , hydroxyl , carbonyl and the like ;
The fluorescence quenching rate ( F / F 1 ) and the concentration of Fe 3 + in PBS buffer were determined to be 1 . 10 nmol / L and 0 . 2 - 1 渭mol / L . The results showed that the degradation rate of N , S - CQDs was higher than that of pure phase bismuth oxychloride . The results showed that the degradation rate of the composite photocatalyst was 93 % when the concentration of carbon was 1.5 mg / mL and the degradation time was 40 min .

【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;O657.3;O643.36

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本文編號：1850945