本文關(guān)鍵詞：摻雜型石墨烯量子點的制備及其應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石墨烯，包含了sp2雜化的碳原子，由于它獨特的二維晶體結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，以及在電子器件和分子傳感方面的潛在應(yīng)用，已經(jīng)引起了廣泛且深入的研究。理論和實驗表明大小、形狀、幾何構(gòu)型和化學(xué)性質(zhì)共同確定了石墨烯納米材料的性能。粒徑小于100nm的石墨烯納米片稱作石墨烯量子點（GQDs），近年來由于它顯著的熒光性能受到廣泛關(guān)注。文獻表明雜原子可進入石墨烯結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)石墨烯的電子能帶結(jié)構(gòu)，從而制備摻雜型的石墨烯量子點。帶有雜原子的摻雜型石墨烯量子點能夠有效地調(diào)節(jié)石墨烯量子點的內(nèi)在性能,包括光學(xué)性能，表面以及局部化學(xué)性能。目前摻雜型石墨烯量子點的應(yīng)用仍然處于初級階段，這主要歸因于合成方法的限制以及構(gòu)建有效的基于GQDs傳感平臺所遇到的困難。本論文具體開展了以下工作： 1、通過水熱法將硼摻雜的石墨烯（BG）切割成硼摻雜的石墨烯量子點（BGQDs）。經(jīng)透射電鏡（TEM）、原子力顯微鏡（AFM）表征，結(jié)果表明BGQDs大多為單層，粒徑在2-4nm,高度在0.5-0.8nm，紫外可見吸收光譜（UV-vis）表明BGQDs在295nm處有一個寬且弱的吸收帶，且在365nm的紫外燈照射下發(fā)藍光。研究發(fā)現(xiàn)BGQDs的熒光發(fā)射（FL）具有激發(fā)波長依賴性，隨著激發(fā)波長的增加（310-360nm），發(fā)射峰逐漸向長波方向移動并伴隨著強度快速降低。傅立葉紅外（FTIR）光譜表明所制得的BGQDs表面富含羧基和羥基，且含有硼氧鍵。X-射線光電子能譜（XPS）表征證實了硼原子已經(jīng)成功地摻雜進入了石墨烯結(jié)構(gòu)，，且硼原子百分含量為3.45%。X-射線衍射光譜（XRD）顯示BGQDs在25°左右存在一個較寬的衍射峰，表明在BGQDs的制備過程中由于氧化還原反應(yīng)使得其表面引入了更多的活性位點。拉曼光譜（Raman）進一步表明硼摻雜進入了石墨烯結(jié)構(gòu)，由于硼原子進入共軛碳骨架導(dǎo)致某些混亂結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生，使BGQDs出現(xiàn)寬的D帶。BGQDs水溶性好，光學(xué)性能穩(wěn)定，室溫下放置三個月不發(fā)生聚集以及顏色變化。 2、基于硼摻雜石墨烯量子點（BGQDs）“異常的”聚集誘導(dǎo)發(fā)光增強特異性檢測葡萄糖。表面含硼酸基團的BGQDs可作為一種新型熒光探針用于免標(biāo)記的葡萄糖傳感器。它的原理是葡萄糖中的兩個順式醇羥基與BGQDs表面的兩個硼酸基團反應(yīng)形成剛性結(jié)構(gòu)的BGQDs-Glu聚合體，限制了分子內(nèi)部轉(zhuǎn)動因而導(dǎo)致熒光強度顯著提高。這種不尋常的“聚集誘導(dǎo)熒光增強”傳感過程不適用于任何只有一個順式二醇羥基的糖類，如對BGQDs具有高結(jié)合力的果糖，半乳糖和甘露糖均不會干擾測定。我們相信，硼的引入使GQDs呈現(xiàn)一種新的表面狀態(tài)，并為PL增強機制以及糖尿病的治療提供重要的科學(xué)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 摻雜型石墨烯量子點 聚集誘導(dǎo)發(fā)光增強 葡萄糖傳感器
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：O613.71;O657.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-28
• 1.1 引言8-9
• 1.2 石墨烯的主要摻雜方法9-15
• 1.2.1 石墨烯的分子取代摻雜9-13
• 1.2.1.1 非金屬原子摻雜9-12
• 1.2.1.2 金屬原子摻雜12-13
• 1.2.2 表面摻雜13-14
• 1.2.3 摻雜型石墨烯的應(yīng)用14-15
• 1.3 石墨烯量子點和摻雜型石墨烯量子點15-21
• 1.3.1 GQDs 和 Doped-GQDs 的制備15-19
• 1.3.1.1 top-down 合成 GQDs 和 Doped-GQDs15-16
• 1.3.1.2 bottom-up 合成 GQDs 和 Doped-GQDs16-19
• 1.3.2 GQDs 及 Doped-GQDs 的應(yīng)用19-21
• 1.3.2.1 GQDs 及 Doped-GQDs 在化學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用19-20
• 1.3.2.2 GQDs 及 Doped-GQDs 在生物領(lǐng)域中的應(yīng)用20-21
• 1.4 本論文主要研究工作21
• 參考文獻21-28
• 第2章 硼摻雜石墨烯量子點的合成及性能研究28-39
• 2.1 引言28-29
• 2.2 實驗部分29-30
• 2.2.1 實驗試劑29
• 2.2.2 實驗儀器29
• 2.2.3 實驗方法29-30
• 2.2.3.1 氧化石墨烯的制備29-30
• 2.2.3.2 硼摻雜石墨烯的制備30
• 2.2.3.3 硼摻雜石墨烯量子點的制備30
• 2.3 結(jié)果與討論30-36
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡及原子力顯微鏡表征30-32
• 2.3.2 紫外可見吸收光譜(UV-vis)及熒光光譜(FL)表征32
• 2.3.3 紅外光譜(FT-IR)表征32-33
• 2.3.4 X-射線光電子能譜(XPS)表征33-34
• 2.3.5 X-射線衍射(XRD)表征34-35
• 2.3.6 拉曼譜圖(Raman)表征35-36
• 2.4 結(jié)論36
• 參考文獻36-39
• 第3章 基于 BGQDs 聚集誘導(dǎo)發(fā)光增強特異性檢測葡萄糖39-51
• 3.1 引言39-40
• 3.2 實驗部分40-42
• 3.2.1 實驗試劑40
• 3.2.2 實驗儀器40-41
• 3.2.3 實驗方法41-42
• 3.2.3.1 氧化石墨烯(GO)的制備41
• 3.2.3.2 硼摻雜石墨烯(BG)的制備41
• 3.2.3.3 硼摻雜石墨烯量子點(BGQDs)的制備41
• 3.2.3.4 “聚集誘導(dǎo)熒光增強”葡萄糖特異性熒光傳感器的構(gòu)建41-42
• 3.3 結(jié)果與討論42-47
• 3.3.1 BGQDs 等電點的測定42-43
• 3.3.2 緩沖溶液 pH 的優(yōu)化43
• 3.3.3 反應(yīng)時間的優(yōu)化43-44
• 3.3.4 BGQDs 檢測葡萄糖44-45
• 3.3.5 選擇性考查45-46
• 3.3.6 BGQDs 與葡萄糖異常熒光響應(yīng)光散射及對應(yīng)的 TEM 和 AFM 表征46-47
• 3.4 結(jié)論47
• 參考文獻47-51
• 致謝51-53
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果53

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 徐丹;褚良銀;;苯硼酸及其衍生物在醫(yī)藥與化工領(lǐng)域的應(yīng)用研究進展[J];化工進展;2006年09期

  本文關(guān)鍵詞：摻雜型石墨烯量子點的制備及其應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：503324