本文關(guān)鍵詞：碳基納米材料的制備及其在檢測和光電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：碳基納米材料,基于其獨特的光電性質(zhì)和良好的生物相容性,在生物檢測和催化等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。然而,碳基納米材料的性質(zhì)和應(yīng)用還有待于進步研究。本文利用回流、熱解等不同的化學(xué)方法設(shè)計制備了不同的碳基納米材料。從研究其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)出發(fā),研究了碳點(CDs)對諾氟沙星(NOR)檢測和對Zn2+檢測的應(yīng)用,并進一步探索了氮化碳/二氧化鈦納米管陣列(C3N4/TiO2 NTs)在光電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用。本文的主要內(nèi)容如下：1.通過回流的方法制備了強熒光碳點(CDs)。所制備的碳點尺寸為4-7 nm,并且具有良好的熒光穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn),隨著諾氟沙旱(NOR)濃度的增加,CDs-NOR體系的熒光強度逐漸增強。實驗證明,所獲得的強熒光CDs可以作為無標(biāo)記的熒光探針實現(xiàn)對NOR方便、靈敏的檢測。其最低檢測限為1.33×10-8 mol·L-1,檢測范圍從1.33×10-8 mol·L-1到2×105 mol·L-1(相關(guān)系數(shù)為0.995,pH為5.9)。實驗表明CDs-NOR體系熒光的增強歸結(jié)于CDs和NOR之間的氫鍵作用。2.以葡萄糖為碳源,通過一步回流的方法制備了碳點(CDs)。所得到的CDs具有均勻的尺寸分布和良好的熒光性質(zhì)。以CDs作為能量給體,槲皮素-Zn2+作為能量受體,建立起基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)機制的體系米檢測Zn2+。這種體系可以實現(xiàn)對Zn2+高靈敏性和高選擇性的檢測。研究證明,該體系對于Zn2+的最低檢測限為2×10-6mol·L-1,檢測范圍從2×10-6mol·L-1劍1×10-4mol·L-1。此外,實驗進一步證明這種方法可以成功實現(xiàn)對生物體系中(活的Hela細(xì)胞)Zn2+的檢測。3.通過在二氧化鈦納米管陣列(Ti02 NTs)表面原位生長C3N4的方法制備了C3N4/TiO2 NTs光電極。利用透射電鏡(TEM),掃描電鏡(SEM),X射線光電子能譜儀(XPS)等表征技術(shù)研究了C3N4/Ti02 NTs的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。實驗表明,C3N4作為敏化劑可以明顯增強Ti02 NTs在可見光區(qū)的光響應(yīng)。在模擬太陽光照射下(AM 1.5G,100 mW·cm-2), C3N4/Ti02 NTs光電極的光電流密度是TiO2 NTs光電極的光電流密度的六倍。C3N4/TiO2NTs光電極的平均氫氣析出速率為19.1 μmol·h-1(電極活性面積約為0.7 cm2),法拉第效率達(dá)到97%。
【關(guān)鍵詞】：碳基納米材料 制備 檢測 光電化學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ127.11;TB383.1
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-25
• 1.1 碳基納米材料概述9-10
• 1.2 碳基納米材料的研究進展10-16
• 1.2.1 碳基納米材料的合成10-14
• 1.2.2 碳基納米材料的應(yīng)用14-16
• 1.3 光電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換概述16-17
• 1.4 本課題的選題意義和研究內(nèi)容17-18
• 參考文獻18-25
• 第二章 熒光碳點方便、靈敏的檢測諾氟沙星25-49
• 2.1 前言25-26
• 2.2 儀器及試劑26-27
• 2.3 實驗與表征27-28
• 2.3.1 樣品的制備27
• 2.3.2 CDs對NOR的檢測27-28
• 2.3.3 CDs表面羥基、羧基數(shù)量的測定28
• 2.3.4 數(shù)據(jù)歸一化方法28
• 2.4 結(jié)果和討論28-43
• 2.4.1 CDs的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)28-31
• 2.4.2 CDs-NOR體系的表征31-35
• 2.4.3 CDs用于NOR的高靈敏和高選擇性檢測35-39
• 2.4.4 CDs-NOR體系熒光增強機理的研究39-43
• 2.5 結(jié)論43-44
• 參考文獻44-49
• 第三章 熒光碳點靈敏的檢測鋅離子49-68
• 3.1 前言49-50
• 3.2 儀器及試劑50
• 3.3 實驗和表征50-51
• 3.3.1 CDs的制備50
• 3.3.2 對Zn~(2+)的檢測50-51
• 3.3.3 在細(xì)胞中對Zn~(2+)的檢測51
• 3.3.4 細(xì)胞毒性分析51
• 3.4 結(jié)果與討論51-64
• 3.4.1 樣品的表征51-56
• 3.4.2 基于FRET機制的檢測體系的建立56-58
• 3.4.3 基于FRET機制的檢測體系檢測Zn~(2+)58-63
• 3.4.4 在生物體系中檢測Zn~(2+)63-64
• 3.5 結(jié)論64
• 參考文獻64-68
• 第四章 C_3N_4敏化的TiO_2納米管陣列光電極增強的光電化學(xué)性能68-90
• 4.1 前言68-69
• 4.2 儀器及試劑69-70
• 4.3 實驗和表征70-71
• 4.3.1 TiO_2 NTs的制備70
• 4.3.2 C_3N_4的制備70
• 4.3.3 C_3N_4/TiO_2 NTs的制備70
• 4.3.4 光電極的制備70-71
• 4.4 結(jié)果與討論71-83
• 4.4.1 樣品的表征71-77
• 4.4.2 光電化學(xué)性能研究77-82
• 4.4.3 機理討論82-83
• 4.5 結(jié)論83
• 參考文獻83-90
• 第五章 總結(jié)90-91
• 攻讀學(xué)位期間本人公開發(fā)表的論文91-93
• 致謝93

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本文編號：459996