發(fā)布時(shí)間：2017-10-06 18:37

  本文關(guān)鍵詞：催化型微米馬達(dá)的制備及其功能調(diào)控

  更多相關(guān)文章： 螺吡喃修飾 光致可逆自組裝 Au-WO_3@C微米馬達(dá) 自擴(kuò)散泳 光催化

【摘要】：化學(xué)催化型馬達(dá)是一種能通過化學(xué)催化反應(yīng),將化學(xué)燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)能,從而自行運(yùn)動(dòng)的微/納米尺寸的器件。在過去的幾十年間,科學(xué)家們對(duì)微納馬達(dá)越來越感興趣,最開始對(duì)微納馬達(dá)的研究最初主要集中在概念上,但是隨著對(duì)微納馬達(dá)運(yùn)動(dòng)機(jī)理的進(jìn)一步理解,科學(xué)家們制備了各種尺寸小到微米級(jí)或者納米級(jí)的,形狀各異的,如管狀的,線狀的,球狀的,螺旋狀的人造微納馬達(dá),并且新驅(qū)動(dòng)能源的發(fā)現(xiàn)和用生物/化學(xué)受體修飾微納馬達(dá)的技術(shù)的發(fā)展,使得對(duì)微納馬達(dá)的研究得到迅猛發(fā)展,特別是在一些特定領(lǐng)域的應(yīng)用,比如生物醫(yī)學(xué),環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境修復(fù)�？煽刈越M裝和微米馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)相結(jié)合拓展了微米馬達(dá)在很多領(lǐng)域中潛在的應(yīng)用。在第二章中,我們制備了螺吡喃修飾的Pt-SiO2微米馬達(dá),這種微米馬達(dá)能在H2O2的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和H2O的混合溶液中(體積比1:1)快速的運(yùn)動(dòng)。我們證明了螺吡喃修飾的Pt-SiO2微米馬達(dá)在紫外光(λ=365 nm)照射下能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)自組裝,由于MC構(gòu)型的螺吡喃基團(tuán)之間的靜電吸引和π-π堆積作用,并且在綠光(λ=520 nm)照射下能很快的解組裝。而且,形成的微米馬達(dá)組裝體能夠在H2O2溶液中以不同的運(yùn)動(dòng)形式運(yùn)動(dòng)并且保持穩(wěn)定。這個(gè)工作不僅為拓展微米馬達(dá)的潛在應(yīng)用提供了一個(gè)新的方法,也為微米馬達(dá)的可控制組裝奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。在第三章中,我們介紹了一種在監(jiān)測(cè)和快速光降解燃料的光驅(qū)動(dòng)的Au-WO3@C微米馬達(dá)。這種Au-WO3@C微米馬達(dá)能夠在40 mW/cm2 UV光照射下以16μm/s的速度以擴(kuò)散泳的機(jī)理在溶液介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)并且不需要添加任何額外的化學(xué)燃料。這種Au-WO3@C微米馬達(dá)具有可重復(fù)的光控和長(zhǎng)壽命兩個(gè)優(yōu)勢(shì)。除此之外,Au-WO3@C微米馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)速度對(duì)極低濃度的燃料2,6-二氯靛酚鈉(DCIP)和羅丹明B(RhB)具有很快的響應(yīng),由于增強(qiáng)的擴(kuò)散泳效應(yīng),Au-WO3@C微米馬達(dá)在5×10-4%的DCIP和5×10-7%的RhB溶液中速度分別達(dá)到26μm/s和29μm/s。這種Au-WO3@C微米馬達(dá)基于染料的加速行為進(jìn)一步確認(rèn)了微米馬達(dá)運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)散泳機(jī)理,也使得Au-WO3@C微米馬達(dá)在監(jiān)測(cè)和光降解水中的染料中具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：螺吡喃修飾 光致可逆自組裝 Au-WO_3@C微米馬達(dá) 自擴(kuò)散泳 光催化
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.32
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 引言10
• 1.2 化學(xué)催化型微納馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)機(jī)理10-12
• 1.2.1 氣泡驅(qū)動(dòng)機(jī)理的微納馬達(dá)10-11
• 1.2.2 擴(kuò)散泳驅(qū)動(dòng)機(jī)理的微納馬達(dá)11-12
• 1.2.3 自電泳驅(qū)動(dòng)機(jī)理的微納馬達(dá)12
• 1.3 化學(xué)催化型微納馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)燃料12-18
• 1.3.1 過氧化氫燃料13-14
• 1.3.2 水燃料14-16
• 1.3.3 酸/堿燃料16-17
• 1.3.4 聯(lián)氨燃料17
• 1.3.5 溴/碘燃料17-18
• 1.4 微納馬達(dá)的應(yīng)用18-24
• 1.4.1 微納馬達(dá)在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用18-20
• 1.4.2 微納馬達(dá)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用20-24
• 第二章 螺吡喃修飾的PT-SIO_2微米馬達(dá)的制備及其可逆自組裝24-40
• 2.1 引言24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分25-30
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料25
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器25-26
• 2.2.3 螺吡喃取代十一醇（SP-C_(11)OH）的合成與表征26-28
• 2.2.4 螺吡喃修飾Pt-SiO_2微米馬達(dá)的制備與表征28-29
• 2.2.5 螺吡喃修飾SiO_2粒子的紫外-可見吸收光譜的測(cè)量29
• 2.2.6 螺吡喃修飾的Pt-SiO_2 Janus馬達(dá)組裝/解組裝視頻的拍攝29-30
• 2.3 結(jié)果與討論30-38
• 2.3.1 螺吡喃修飾的SiO_2微球30-33
• 2.3.2 螺吡喃修飾的Pt-SiO_2微米馬達(dá)的組裝與解組裝33-38
• 2.4 本章小結(jié)38-40
• 第三章 光驅(qū)動(dòng)AU-WO_3@C微米馬達(dá)的制備及其在環(huán)境中的潛在應(yīng)用40-58
• 3.1 引言40-42
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分42-44
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料42
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器42-43
• 3.2.3 碳球和WO_3@C微球的合成43
• 3.2.4 Au-WO_3@C Janus微米馬達(dá)的制備43
• 3.2.5 WO_3@C微球光催化活性的檢測(cè)43-44
• 3.2.6 Au-WO_3@C Janus微米馬達(dá)運(yùn)動(dòng)視頻的拍攝44
• 3.3 結(jié)果與討論44-57
• 3.3.1 WO_3@C微球的表征44-47
• 3.3.2 Au-WO_3@C Janus微米馬達(dá)的表征47
• 3.3.3 Au-WO_3@C Janus微米馬達(dá)在純水中的運(yùn)動(dòng)47-53
• 3.3.4 Au-WO_3@C Janus微米馬達(dá)在環(huán)境中的應(yīng)用53-57
• 3.4 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果66-67
• 致謝67-68
• 附表68

【相似文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張啟祿;催化型微米馬達(dá)的制備及其功能調(diào)控[D];華南理工大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：984389