發(fā)布時(shí)間：2017-03-19 04:07

  本文關(guān)鍵詞：氮摻雜碳量子點(diǎn)的熒光分析檢測(cè)及光催化性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文采用簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)、生態(tài)友好的一步水熱法合成了量子產(chǎn)率(QY)分別為26.9%、44.7%、66.8%的氮摻雜碳量子點(diǎn)(N-CQDs),并將QY為66.8%的N-CQDs應(yīng)用于汞離子和碘離子的選擇性檢測(cè)。此外,將不同QY的N-CQDs 與 TiO2(P25)復(fù)合,應(yīng)用于光催化分解水制氫,研究了N-CQDs的QY對(duì)復(fù)合物產(chǎn)氫性能的影響并分析了復(fù)合物的光催化機(jī)制。利用含氮豐富的原料,通過(guò)調(diào)節(jié)原料的添加比例,采用簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)、生態(tài)友好的一步水熱法制備了QY值分別為26.9%、44.7%、66.8%的N-CQDs,三種N-CQDs均表現(xiàn)出很好的水溶性,穩(wěn)定性,且尺寸接近,形貌相似。然而在組成和結(jié)構(gòu)上有所差別,隨著原料乙二胺用量的增大,得到的N-CQDs的N/C原子比依次增加,C-N結(jié)構(gòu)增加,C=O-NH等官能團(tuán)增加,QY也隨之增強(qiáng)。將QY為66.8%的N-CQDs應(yīng)用于檢測(cè)領(lǐng)域,通過(guò)熒光淬滅現(xiàn)象N-CQDs對(duì)汞離子表現(xiàn)出良好的選擇性,并且熒光淬滅程度與Hg2+的濃度在10nM-20nM范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,檢測(cè)限計(jì)算為8.6nM(1.72ppb),低于世界衛(wèi)生組織(WHO)和美國(guó)環(huán)保局(EPA)的標(biāo)準(zhǔn)。隨后N-CQDs-Hg2+的熒光淬滅體系,通過(guò)熒光恢復(fù)過(guò)程,對(duì)碘離子表現(xiàn)出良好的選擇性,且熒光恢復(fù)程度與I-濃度之間在0.5μM-40μM內(nèi)表現(xiàn)出良好線性,檢測(cè)限為0.354 μM,在檢測(cè)正常人體尿碘濃度中具備潛能。經(jīng)紫外-可見(jiàn)吸收光譜和熒光壽命分析,熒光淬滅應(yīng)由Hg2+與N-CQDs作用發(fā)生電子傳遞過(guò)程所致,而添加I-,通過(guò)形成HgI2可有效抑制其電子傳遞,使熒光恢復(fù)。將不同QY的N-CQDs與P25物理復(fù)合(N-CQDs/P25)用于光催化分解水制氫,三種復(fù)合物在紫外-可見(jiàn)光領(lǐng)域產(chǎn)氫較P25都有明顯提高,且可拓展光響應(yīng)范圍,實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光催化產(chǎn)氫。隨QY的增加,產(chǎn)氫效果依次增大。從不同N-CQDs的結(jié)構(gòu)和組成機(jī)制進(jìn)行分析,N-CQDs的QY的增大應(yīng)該是由表面鈍化、缺陷減少所致,低缺陷的N-CQDs能更有效的傳遞電子,因此在紫外-可見(jiàn)光下它們能及時(shí)接受并轉(zhuǎn)移Ti02的光生電子,促進(jìn)光生電子和空穴的有效分離；在可見(jiàn)光下,它們可以更加有效的吸收可見(jiàn)光產(chǎn)生更多的激發(fā)電子來(lái)敏化TiO2,進(jìn)而產(chǎn)生更多的氫氣。
【關(guān)鍵詞】：水熱合成 氮摻雜碳量子點(diǎn) 熒光檢測(cè) 量子產(chǎn)率 光催化產(chǎn)氫
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O613.71
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-29
• 1.1 碳量子點(diǎn)(CQDs)概述15
• 1.2 CQDs的研究進(jìn)展15-23
• 1.2.1 CQDs的制備方法15-19
• 1.2.2 CQDs的吸收和熒光性質(zhì)19-22
• 1.2.3 結(jié)構(gòu)表征22
• 1.2.4 生物相容性和低毒性22-23
• 1.2.5 光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移性能23
• 1.3 CQDs的應(yīng)用23-26
• 1.3.1 CQDs在檢測(cè)方面的應(yīng)用23-24
• 1.3.2 CQDs在光催化方面的應(yīng)用24-26
• 1.3.3 CQDs在生物成像領(lǐng)域的應(yīng)用26
• 1.3.4 CQDs在光電領(lǐng)域的應(yīng)用26
• 1.3.5 其他應(yīng)用26
• 1.4 選題思路與主要研究?jī)?nèi)容26-29
• 第二章 不同QY的N-CQDs的制備及表征29-43
• 2.1 引言29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分29-31
• 2.2.1 試劑29-30
• 2.2.2 儀器30
• 2.2.3 不同QY的N-CQDs的制備和純化30-31
• 2.2.4 表征手段31
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論31-40
• 2.3.1 N-CQDs的形貌表征31-32
• 2.3.2 吸收和熒光特性32-34
• 2.3.3 不同N-CQDs的組成和結(jié)構(gòu)表征34-40
• 2.4 小結(jié)40-43
• 第三章 N-CQDs的檢測(cè)性能應(yīng)用探究43-61
• 3.1 引言43-44
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分44-48
• 3.2.1 試劑44-45
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及表征方法45
• 3.2.3 檢測(cè)的吸收和熒光光譜的確定45-46
• 3.2.4 N-CQDs對(duì)汞離子的檢測(cè)46-47
• 3.2.5 N-CQDs-Hg~(2+)體系對(duì)碘離子的檢測(cè)47
• 3.2.6 N-CQDs的淬滅恢復(fù)檢測(cè)機(jī)制研究47-48
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論48-58
• 3.3.1 檢測(cè)吸收和熒光光譜的確定48-49
• 3.3.2 pH對(duì)熒光的影響49
• 3.3.3 N-CQDs對(duì)金屬陽(yáng)離子的選擇性49-50
• 3.3.4 熒光淬滅響應(yīng)時(shí)間的確定50-51
• 3.3.5 不同汞離子濃度對(duì)熒光的影響51-52
• 3.3.6 N-CQDs-Hg~(2+)體系對(duì)陰離子的選擇性52-53
• 3.3.7 不同碘離子濃度對(duì)熒光恢復(fù)的影響53-54
• 3.3.8 N-CQDs的熒光選擇性淬滅恢復(fù)檢測(cè)機(jī)制研究54-58
• 3.4 小結(jié)58-61
• 第四章 不同QY的N-CQDs與P25復(fù)合光催化產(chǎn)氫性能研究61-79
• 4.1 引言61
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分61-65
• 4.2.1 試劑62
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及表征手段62-63
• 4.2.3 N-CQDs與P25復(fù)合物的制備63-64
• 4.2.4 N-CQDs與P25復(fù)合物紫外-可見(jiàn)光催化產(chǎn)氫測(cè)定64
• 4.2.5 N-CQDs與P25復(fù)合物可見(jiàn)光催化產(chǎn)氫測(cè)定64-65
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論65-76
• 4.3.1 不同QY的N-CQDs的制備65
• 4.3.2 不同含量的QY 66.8%的N-CQDs/P25復(fù)合物漫反射光譜測(cè)定65-66
• 4.3.3 QY 66.8%的N-CQDs的含量對(duì)復(fù)合物紫外-可見(jiàn)光催化產(chǎn)氫的影響66-67
• 4.3.4 QY 66.8%的N-CQDs/P25復(fù)合物產(chǎn)氫連續(xù)性測(cè)定67-68
• 4.3.5 QY 66.8%的N-CQDs的含量對(duì)復(fù)合物可見(jiàn)光催化產(chǎn)氫的影響68-69
• 4.3.6 不同QY的N-CQDs/P25復(fù)合物的漫反射光譜和FT-IR結(jié)果69-70
• 4.3.7 不同QY的N-CQDs/P25復(fù)合物的紫外-可見(jiàn)光產(chǎn)氫測(cè)試70-71
• 4.3.8 不同QY的N-CQDs/P25復(fù)合物的可見(jiàn)光產(chǎn)氫測(cè)試71-72
• 4.3.9 不同QY的N-CQDs/P25復(fù)合物的光電流測(cè)試72-73
• 4.3.10 產(chǎn)氫結(jié)果分析73-76
• 4.4 小結(jié)76-79
• 第五章 總結(jié)79-81
• 參考文獻(xiàn)81-87
• 致謝87-89
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文89-91
• 作者及導(dǎo)師簡(jiǎn)介91-93
• 碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議書93-94

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 趙清;胡勝亮;楊金龍;劉俊;;碳納米結(jié)構(gòu)/TiO_2復(fù)合光催化劑的進(jìn)展與挑戰(zhàn)[J];化工新型材料;2014年02期

2 齊德強(qiáng);王學(xué)杰;張一平;游金宗;;汞離子熒光分子探針的研究進(jìn)展[J];浙江外國(guó)語(yǔ)學(xué)院學(xué)報(bào);2012年05期

  本文關(guān)鍵詞：氮摻雜碳量子點(diǎn)的熒光分析檢測(cè)及光催化性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：255508