本文選題：石墨烯量子點(diǎn)　切入點(diǎn)：光催化性能　出處：《太原理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：在全球經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的前提下,能源短缺和環(huán)境污染已然成為社會(huì)發(fā)展的兩大問題。在利用能源過程中帶給環(huán)境的問題對(duì)社會(huì)的影響深遠(yuǎn)。各國政府都已經(jīng)在新能源方面的研究中投入巨大精力,以期可以在清潔能源和環(huán)境污染治理方面做到有機(jī)結(jié)合,降低環(huán)境污染和提高社會(huì)生產(chǎn)效率,對(duì)人類久遠(yuǎn)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的實(shí)際意義。此時(shí),能源豐富、無污染的太陽能進(jìn)入研究者的視線。而目前,半導(dǎo)體量子點(diǎn)在紫外光下因其自身獨(dú)特結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能而引起了廣泛研究,如何將其應(yīng)用擴(kuò)展到可見光范圍是目前的研究熱點(diǎn)。石墨烯量子點(diǎn)是當(dāng)今的新型材料,其優(yōu)異的光學(xué)性能和生物潛在應(yīng)用引起了研究者的關(guān)注,以期它既可以光催化降解水中有機(jī)物,又同時(shí)可以對(duì)水中的污染微生物進(jìn)行靶向治理。本文以檸檬酸為碳源,水熱合成石墨烯量子點(diǎn)(graphene quantum dots,GQDs),并用聚乙烯亞胺(polyethylenimine,PEI)、聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)分別對(duì)GQDs進(jìn)行修飾,得到GQDs-PEIs和GQDs-PEGs。采用傅里葉變換紅外光譜、高分辨透射電子顯微鏡、熒光光譜儀和紫外可見光光譜儀對(duì)以上產(chǎn)物進(jìn)行表面官能團(tuán)、形貌、粒徑和光學(xué)性質(zhì)的分析。結(jié)果表明,GQDs的粒徑均一(2-5 nm),具有大量含氧官能團(tuán),發(fā)藍(lán)光,具有獨(dú)立激發(fā)性能,聚合物修飾的GQDs發(fā)射光譜出現(xiàn)了不同程度的紅移現(xiàn)象。研究了GQDs,GQDs-PEIs,GQDs-PEGs在生物方面的潛在應(yīng)用,包括生物相容性應(yīng)用和生物成像應(yīng)用。細(xì)胞毒性的測試結(jié)果表明樣品濃度在0-200μg/ml濃度區(qū)間內(nèi),細(xì)胞的成活率都在67%以上,間接說明GQDs,GQDs-PEIs,GQDs-PEGs對(duì)細(xì)胞的毒性較小;三個(gè)樣品相比,在各個(gè)樣品濃度下,細(xì)胞成活率從高到低依次是GQDs,GQDs-PEGs,GQDs-PEIs。生物成像方面,當(dāng)把樣品GQDs,GQDs-PEIs,GQDs-PEGs與MG-63細(xì)胞共同孵育6小時(shí)后,三者都能進(jìn)入到細(xì)胞中,這為細(xì)胞中的生物成像、生物探針、生物載藥提供了新的可能。同時(shí)通過亞甲基藍(lán)可見光下光催化降解討論材料的光催化性能。同等濃度下,對(duì)亞甲基藍(lán)的降解速率從高到底依次是GQDs,GQDs-PEIs,GQDs-PEGs。分析原因是由于在光降解過程中,材料表面的含氧官能團(tuán)產(chǎn)生氧自由基和羥基自由基氧化亞甲基藍(lán),從而使其降解。而GQDs-PEIs和GQDs-PEGs因聚合物的官能團(tuán)與GQDs表面的含氧官能團(tuán)結(jié)合,從而減緩了自由基在光下的生成。同等聚合物分子量下,PEI含有的大量氨基可以與GQDs結(jié)合,PEG只有聚合物末端羥基與GQDs結(jié)合,即GQDs-PEIs含有更多的石墨烯量子點(diǎn),擁有更多的含氧官能團(tuán)產(chǎn)生自由基。
[Abstract]:On the premise of the great development of the global economy, Energy shortage and environmental pollution have become two major problems of social development. The problems brought to society in the process of using energy have a profound impact on society. Governments of all countries have invested a great deal of energy in the research of new energy sources. With a view to achieving an organic combination of clean energy and environmental pollution control, reducing environmental pollution and improving social productivity, which is of far-reaching practical significance to the development of mankind for a long time. At this time, energy is abundant, At present, semiconductor quantum dots (QDs) have been widely studied because of their excellent catalytic properties due to their unique structure under ultraviolet light. How to extend its application to visible light is a hot topic. Graphene quantum dots (QDs) are new materials, and their excellent optical properties and potential biological applications have attracted the attention of researchers. So that it can not only photocatalyze the degradation of organic matter in water, but also can be targeted to treat the polluted microorganisms in water. In this paper, citric acid is used as carbon source. Hydrothermally synthesized graphene quantum dotsn GQDsn, GQDs was modified with polyethylene polyethylenimine (PEI) and polyethylene glycol polyethylene glycoline (PEG) to obtain GQDs-PEIs and GQDs-PEGs. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) were used to prepare GQDs-PEIs and GQDs-PEGs. The surface functional groups, morphology, particle size and optical properties of GQDs were analyzed by fluorescence spectrometer and UV-Vis spectrometer. The results show that the GQDs have a large number of oxygen functional groups, blue light and independent excitation property. In this paper, the potential biological applications of GQDs-PEIsa GQDs-PEGs have been studied. The results of cytotoxicity test showed that the survival rate of the cells was more than 67% in the concentration range of 0-200 渭 g/ml, which indirectly indicated that GQDsGQDs-PEIsa GQDs-PEGs was less toxic to the cells, compared with the three samples, the cytotoxicity of GQDs-PEGs to GQDs-PEGs was lower than that of GQDsGQDs-PEGs. In each sample concentration, the survival rate of GQDsGQDs-PEGsN GQDs-PEGsGQDs-PEIs. biological imaging, when the sample GQDsGQDs-PEGs GQDs-PEGs were incubated with MG-63 cells for 6 hours, all three could enter into the cells, which is the biological imaging of cells, biological probes, biological probes, biological imaging of the cells, biological probes, GQDs-PEGs, GQDs-PEGs, GQDs-PEGs, GQDs-PEGs, GQDs-PEGs, and GQDs-PEGs. Biologically loaded drugs offer new possibilities. At the same time, the photocatalytic degradation of materials is discussed under the visible light of methylene blue. The degradation rate of methylene blue is GQDsN GQDs-PEIsa GQDs-PEGs. The reason is that oxygen free radical and hydroxyl radical oxidize methylene blue are produced by oxygen-containing functional groups on the surface of materials during photodegradation. And GQDs-PEIs and GQDs-PEGs are bound by the functional groups of the polymers to the oxygen-containing functional groups on the surface of GQDs. This slows the formation of free radicals under light. At the same molecular weight, GQDs contains a large amount of amino acids that bind to GQDs only with the end hydroxyl of the polymer bound to GQDs, that is, GQDs-PEIs contains more graphene quantum dots. More oxygenated functional groups produce free radicals.
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O613.71

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本文編號(hào)：1674950