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

【摘要】：本文采用簡單經(jīng)濟、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(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。此外,將不同QY的N-CQDs 與 TiO2(P25)復合,應(yīng)用于光催化分解水制氫,研究了N-CQDs的QY對復合物產(chǎn)氫性能的影響并分析了復合物的光催化機制。利用含氮豐富的原料,通過調(diào)節(jié)原料的添加比例,采用簡單經(jīng)濟、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等官能團增加,QY也隨之增強。將QY為66.8%的N-CQDs應(yīng)用于檢測領(lǐng)域,通過熒光淬滅現(xiàn)象N-CQDs對汞離子表現(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,檢測限計算為8.6nM(1.72ppb),低于世界衛(wèi)生組織(WHO)和美國環(huán)保局(EPA)的標準。隨后N-CQDs-Hg2+的熒光淬滅體系,通過熒光恢復過程,對碘離子表現(xiàn)出良好的選擇性,且熒光恢復程度與I-濃度之間在0.5μM-40μM內(nèi)表現(xiàn)出良好線性,檢測限為0.354 μM,在檢測正常人體尿碘濃度中具備潛能。經(jīng)紫外-可見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)生電子傳遞過程所致,而添加I-,通過形成HgI2可有效抑制其電子傳遞,使熒光恢復。將不同QY的N-CQDs與P25物理復合(N-CQDs/P25)用于光催化分解水制氫,三種復合物在紫外-可見光領(lǐng)域產(chǎn)氫較P25都有明顯提高,且可拓展光響應(yīng)范圍,實現(xiàn)可見光催化產(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)和組成機制進行分析,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-可見光下它們能及時接受并轉(zhuǎn)移Ti02的光生電子,促進光生電子和空穴的有效分離；在可見光下,它們可以更加有效的吸收可見光產(chǎn)生更多的激發(fā)電子來敏化TiO2,進而產(chǎn)生更多的氫氣。
【關(guān)鍵詞】：水熱合成 氮摻雜碳量子點 熒光檢測 量子產(chǎn)率 光催化產(chǎn)氫
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O613.71
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-29
• 1.1 碳量子點(CQDs)概述15
• 1.2 CQDs的研究進展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 光誘導電子轉(zhuǎn)移性能23
• 1.3 CQDs的應(yīng)用23-26
• 1.3.1 CQDs在檢測方面的應(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內(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 實驗部分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 實驗結(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的檢測性能應(yīng)用探究43-61
• 3.1 引言43-44
• 3.2 實驗部分44-48
• 3.2.1 試劑44-45
• 3.2.2 實驗儀器及表征方法45
• 3.2.3 檢測的吸收和熒光光譜的確定45-46
• 3.2.4 N-CQDs對汞離子的檢測46-47
• 3.2.5 N-CQDs-Hg~(2+)體系對碘離子的檢測47
• 3.2.6 N-CQDs的淬滅恢復檢測機制研究47-48
• 3.3 實驗結(jié)果與討論48-58
• 3.3.1 檢測吸收和熒光光譜的確定48-49
• 3.3.2 pH對熒光的影響49
• 3.3.3 N-CQDs對金屬陽離子的選擇性49-50
• 3.3.4 熒光淬滅響應(yīng)時間的確定50-51
• 3.3.5 不同汞離子濃度對熒光的影響51-52
• 3.3.6 N-CQDs-Hg~(2+)體系對陰離子的選擇性52-53
• 3.3.7 不同碘離子濃度對熒光恢復的影響53-54
• 3.3.8 N-CQDs的熒光選擇性淬滅恢復檢測機制研究54-58
• 3.4 小結(jié)58-61
• 第四章 不同QY的N-CQDs與P25復合光催化產(chǎn)氫性能研究61-79
• 4.1 引言61
• 4.2 實驗部分61-65
• 4.2.1 試劑62
• 4.2.2 實驗儀器及表征手段62-63
• 4.2.3 N-CQDs與P25復合物的制備63-64
• 4.2.4 N-CQDs與P25復合物紫外-可見光催化產(chǎn)氫測定64
• 4.2.5 N-CQDs與P25復合物可見光催化產(chǎn)氫測定64-65
• 4.3 實驗結(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復合物漫反射光譜測定65-66
• 4.3.3 QY 66.8%的N-CQDs的含量對復合物紫外-可見光催化產(chǎn)氫的影響66-67
• 4.3.4 QY 66.8%的N-CQDs/P25復合物產(chǎn)氫連續(xù)性測定67-68
• 4.3.5 QY 66.8%的N-CQDs的含量對復合物可見光催化產(chǎn)氫的影響68-69
• 4.3.6 不同QY的N-CQDs/P25復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復合物的紫外-可見光產(chǎn)氫測試70-71
• 4.3.8 不同QY的N-CQDs/P25復合物的可見光產(chǎn)氫測試71-72
• 4.3.9 不同QY的N-CQDs/P25復合物的光電流測試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81-87
• 致謝87-89
• 研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文89-91
• 作者及導師簡介91-93
• 碩士研究生學位論文答辯委員會決議書93-94

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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

2 齊德強;王學杰;張一平;游金宗;;汞離子熒光分子探針的研究進展[J];浙江外國語學院學報;2012年05期

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

本文編號：255508