金剛石是一種具有獨(dú)特電學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和機(jī)械特性的寬禁帶半導(dǎo)體。它作為一種性能優(yōu)異的材料,在實(shí)際領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。將金剛石與納米材料、生物材料等結(jié)合,可充分拓展金剛石實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域,使其在應(yīng)用時(shí)某些方面的性能更加優(yōu)異,從而獲得更廣泛的的應(yīng)用前景與實(shí)用價(jià)值。本論文研究使用不同方法實(shí)現(xiàn)金剛石表面微納結(jié)構(gòu)的制備,一方面通過(guò)氫等離子體對(duì)金剛石進(jìn)行加熱處理,制備納米錐金剛石,并對(duì)其形成機(jī)制進(jìn)行了研究。通過(guò)微納結(jié)構(gòu)增加金剛石的表面積且氫等離子體處理后表面具有疏水性,將納米錐金剛石電極用于壬基酚（4-NP）的濃度檢測(cè)。另一方面,利用二次離子濺射和高溫快速退火相結(jié)合的方法,實(shí)現(xiàn)金納米顆粒均勻修飾的金剛石膜,在此基礎(chǔ)上修飾生物因子成功制備生物傳感器,在特異性檢測(cè)持久性有機(jī)污染物多氯聯(lián)苯-77（PCB-77）方面表現(xiàn)十分靈敏。主要成果如下:（1）使用不同的方法成功制備金剛石表面納米結(jié)構(gòu)。利用氫等離子體處理硼摻雜金剛石（BDD）的方法制備出納米錐BDD,金剛石納米錐的成因機(jī)制為由氫等離子體處理而蒸發(fā)的碳源在BDD表面二次成核形成納米錐形顆粒,納米錐BDD表面有大量的凹坑和納米尺度的凸起。氫等離... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 金剛石的結(jié)構(gòu)、分類、性質(zhì)及應(yīng)用
        1.2.1 金剛石的晶體結(jié)構(gòu)
        1.2.2 金剛石的分類
        1.2.3 金剛石的性質(zhì)及應(yīng)用
    1.3 化學(xué)氣相沉積(CVD)硼摻雜金剛石膜電極
        1.3.1 硼摻雜濃度對(duì)金剛石電極的影響
        1.3.2 非金剛石相對(duì)金剛石電極的影響
        1.3.3 表面終端對(duì)金剛石電極的影響
        1.3.4 表面形貌對(duì)金剛石電極的影響
        1.3.5 金剛石表面修飾納米金屬粒子
    1.4 金剛石表面浸潤(rùn)性
    1.5 有機(jī)污染物
        1.5.1 環(huán)境激素
        1.5.2 持久性有機(jī)污染物
        1.5.3 環(huán)境激素—壬基酚
        1.5.4 多氯聯(lián)苯(PCBs)
        1.5.5 現(xiàn)有檢測(cè)有機(jī)污染物的方法
        1.5.6 金剛石電極檢測(cè)有機(jī)污染物的優(yōu)勢(shì)
    1.6 本文的選題背景和研究?jī)?nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與測(cè)試儀器
    2.1 微波等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備
    2.2 離子濺射儀
    2.3 高溫管式電阻爐
    2.4 樣品測(cè)試設(shè)備
        2.4.1 激光拉曼光譜儀(Raman spectrometer)
        2.4.2 X射線衍射儀(XRD)
        2.4.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.4.4 X-射線光電子能譜儀(XPS)
        2.4.5 接觸角測(cè)試儀
        2.4.6 電化學(xué)工作站
        2.4.7 紫外—可見分光光度計(jì)(UV)
        2.4.8 光發(fā)射譜(OES)
    參考文獻(xiàn)
第三章 微納結(jié)構(gòu)金剛石電極的制備
    3.1 引言
    3.2 硼摻雜納米錐金剛石電極制備與表征
        3.2.1 納米錐金剛石電極的制備
        3.2.2 樣品表征
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.3 金納米顆粒金剛石電極
        3.3.1 金納米顆粒金剛石電極的制備
        3.3.2 樣品表征
        3.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.4 結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第四章 基于納米錐金剛石電極的壬基酚檢測(cè)
    4.1 引言
    4.2 電化學(xué)測(cè)試及理論分析
    4.3 納米錐金剛石的電化學(xué)測(cè)試結(jié)果
        4.3.1 BDD與納米錐BDD的性能比較
        4.3.2 4-NP的氧化機(jī)理
        4.3.3 檢測(cè)靈敏的優(yōu)化
        4.3.4 納米錐BDD檢測(cè)4-NP
        4.3.5 納米錐BDD檢測(cè)4-NP的選擇性
        4.3.6 納米錐BDD檢測(cè)4-NP的穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性
        4.3.7 納米錐BDD檢測(cè)4-NP的實(shí)例應(yīng)用
    4.4 結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第五章基于金剛石電極的生物傳感器用于檢測(cè)多氯聯(lián)苯-77
    5.1 引言
    5.2 制備巰基己醇/適配體/納米金顆粒/BDD
        5.2.1 制備BDD電極
        5.2.2 制備Au-NPs/BDD電極
        5.2.3 制備MCH/Aptamers/AuNPS/BDD(MAA/BDD)
    5.3 檢測(cè)PCB-77實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)材料
        5.3.2 PCB-77的電化學(xué)實(shí)驗(yàn)條件
        5.3.3 紫外(UV)光譜測(cè)試
        5.3.4 PCB-77的實(shí)例檢測(cè)
    5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        5.4.1 Au-NPs/BDD電極
        5.4.2 各電極的電化學(xué)測(cè)試
        5.4.3 適配體與PCB-77的結(jié)合力
        5.4.4 MAA/BDD檢測(cè)PCB-77達(dá)亞飛摩檢測(cè)限
        5.4.5 MAA/BDD適配傳感器靈敏的原因分析
        5.4.6 MAA/BDD適配傳感器特異性、重現(xiàn)性和可重復(fù)使用性
        5.4.7 MAA/BDD適配傳感器的實(shí)例應(yīng)用
    5.5 結(jié)論
    參考文獻(xiàn)
第六章 結(jié)論與展望
攻讀博士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者簡(jiǎn)歷
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同過(guò)渡層對(duì)鋼基金剛石薄膜的影響[J]. 王玲,余志明,魏秋平,田孟昆,王志輝.  中國(guó)表面工程. 2011(01)
[2]X射線衍射技術(shù)在材料分析中的應(yīng)用[J]. 田志宏,張秀華,田志廣.  工程與試驗(yàn). 2009(03)
[3]拉曼光譜的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 田國(guó)輝,陳亞杰,馮清茂.  化學(xué)工程師. 2008(01)
[4]掃描電子顯微鏡及其在材料科學(xué)中的應(yīng)用[J]. 朱琳.  吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(02)
[5]X射線衍射技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用[J]. 楊新萍.  山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(01)
[6]拉曼光譜技術(shù)的應(yīng)用及研究進(jìn)展[J]. 伍林,歐陽(yáng)兆輝,曹淑超,易德蓮,孫少學(xué),劉峽.  光散射學(xué)報(bào). 2005(02)
[7]采用交流阻抗法對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）電化學(xué)行為的研究[J]. 郭建偉,毛宗強(qiáng),徐景明.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2003(08)
[8]環(huán)境荷爾蒙的研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J]. 姜安璽,李文蘭,李麗.  世界環(huán)境. 2002(03)
[9]真空鍍膜技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 王銀川.  現(xiàn)代儀器. 2000(06)
[10]常規(guī)掃描電子顯微鏡的特點(diǎn)和發(fā)展[J]. 干蜀毅.  分析儀器. 2000(01)

博士論文
[1]微納米結(jié)構(gòu)金剛石膜的制備及其浸潤(rùn)性和電化學(xué)傳感器應(yīng)用研究[D]. 馬一博.吉林大學(xué) 2017
[2]金納米顆粒/金剛石復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備與光學(xué)性質(zhì)研究[D]. 宋婕.吉林大學(xué) 2015
[3]CVD金剛石單晶生長(zhǎng)及金剛石晶體管的研究[D]. 成紹恒.吉林大學(xué) 2012

碩士論文
[1]硼和氮摻雜CVD金剛石膜的生長(zhǎng)及特性研究[D]. 盧冬.吉林大學(xué) 2010
[2]二茂鐵橋聯(lián)聚倍半硅氧烷修飾電極的制備及應(yīng)用[D]. 陳婧.山西大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3195008