碳點(diǎn),作為一種新型的碳基熒光納米材料,具有制備簡(jiǎn)單、發(fā)光波長(zhǎng)可調(diào)、光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、生物相容性好和易于表面修飾等優(yōu)勢(shì),使其在顯示、傳感、催化、生物醫(yī)學(xué)和光電器件等應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大的發(fā)展前景。自碳點(diǎn)被合成以來,大量關(guān)于調(diào)控其結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的工作不斷涌現(xiàn),旨在提高碳點(diǎn)發(fā)光效率、拓寬光譜覆蓋和開發(fā)其特殊應(yīng)用。其中,雜原子摻雜被研究者們廣泛采用,并被認(rèn)為是最有效的調(diào)控手段,以氮為主的雜元素?fù)诫s能夠調(diào)節(jié)碳原子的電荷分布,從而導(dǎo)致碳點(diǎn)的光學(xué)和電子性質(zhì)發(fā)生改變。除了非金屬元素外,受益于金屬元素的活性電子層結(jié)構(gòu)和特別功能,金屬離子摻雜策略有望可以賦予碳點(diǎn)特定的性能與應(yīng)用。不同于碳點(diǎn)-金屬基復(fù)合雜化材料,金屬是主要組分而碳點(diǎn)通常只是作為輔助提高金屬半導(dǎo)體性能的添加劑,其中仍然存在著制備工序復(fù)雜和成本高的問題。金屬離子摻雜碳點(diǎn)則是以碳點(diǎn)為主體,摻雜低含量的金屬離子,其本質(zhì)仍是碳點(diǎn),保留了其良好的生物相容性和合成簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。然而,金屬離子摻雜碳點(diǎn)屬于一個(gè)新的研究領(lǐng)域,有關(guān)報(bào)道較少,且方法不具普適性,缺乏利用金屬離子定制碳點(diǎn)的新性能與新應(yīng)用。本論文中,首次基于葡萄糖酸金屬鹽原料新體系,設(shè)計(jì)合成了一系列的金屬離子摻雜碳...

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 碳點(diǎn)的發(fā)展及分類
        1.1.1 石墨烯量子點(diǎn)
        1.1.2 碳量子點(diǎn)/碳納米點(diǎn)
        1.1.3 碳化聚合物點(diǎn)
    1.2 碳點(diǎn)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)調(diào)控
        1.2.1 反應(yīng)原料
        1.2.2 合成條件
        1.2.3 溶劑效應(yīng)
        1.2.4 表面鈍化/修飾
        1.2.5 元素?fù)诫s
        1.2.6 分離純化
    1.3 碳點(diǎn)類材料的相關(guān)應(yīng)用
        1.3.1 顯示
        1.3.2 傳感與檢測(cè)
        1.3.3 生物醫(yī)學(xué)
        1.3.4 能源與催化
    1.4 金屬摻雜碳點(diǎn)的性能及應(yīng)用
        1.4.1 金屬摻雜碳點(diǎn)合成
        1.4.2 金屬摻雜碳點(diǎn)的性質(zhì)及應(yīng)用
    1.5 本文的選題及設(shè)計(jì)思路
第二章 鋅離子摻雜碳點(diǎn)的制備及在檢測(cè)EDTA和 Zn²⁺中的應(yīng)用
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.2.2 鋅離子摻雜碳點(diǎn)的制備
        2.2.3 儀器表征
        2.2.4 熒光淬滅模式檢測(cè)溶液中的EDTA
        2.2.5 熒光恢復(fù)模式檢測(cè)溶液中的Zn2+
        2.2.6 細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)
        2.2.7 細(xì)胞成像實(shí)驗(yàn)
    2.3 鋅離子摻雜碳點(diǎn)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        2.3.1 鋅離子摻雜碳點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)
        2.3.2 鋅離子摻雜碳點(diǎn)的結(jié)構(gòu)表征
    2.4 鋅離子增強(qiáng)碳點(diǎn)熒光的機(jī)理研究
    2.5 鋅離子摻雜碳點(diǎn)在熒光“Off-On”模式檢測(cè)EDTA和 Zn2+方面的應(yīng)用
        2.5.1 熒光“Turn-off”型測(cè)溶液中的EDTA
        2.5.2 熒光“Turn-on”型檢測(cè)溶液中的Zn2+
        2.5.3 熒光“Off-on”模式檢測(cè)實(shí)際環(huán)境中的EDTA和 Zn2+
        2.5.4 細(xì)胞成像以及體外檢測(cè)應(yīng)用
    2.6 本章小結(jié)
第三章 鎂離子摻雜碳點(diǎn)的制備及在促骨再生中的應(yīng)用
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        3.2.2 鎂離子摻雜碳點(diǎn)的制備
        3.2.3 儀器表征
        3.2.4 細(xì)胞毒性與細(xì)胞成像實(shí)驗(yàn)
        3.2.5 堿性磷酸酶活性測(cè)定實(shí)驗(yàn)
        3.2.6 實(shí)時(shí)定量逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)實(shí)驗(yàn)
        3.2.7 細(xì)胞礦化實(shí)驗(yàn)
        3.2.8 體內(nèi)骨修復(fù)實(shí)驗(yàn)
    3.3 鎂離子摻雜碳點(diǎn)的合成與表征
    3.4 鎂離子摻雜碳點(diǎn)的體外成骨細(xì)胞分化作用研究
        3.4.1 細(xì)胞毒性、攝取以及成像實(shí)驗(yàn)
        3.4.2 堿性磷酸酶活性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
        3.4.3 定量逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)實(shí)驗(yàn)
        3.4.4 茜素紅染色實(shí)驗(yàn)
        3.4.5 方法普適性
    3.5 鋅離子摻雜碳點(diǎn)/生物支架復(fù)合材料的制備和表征
    3.6 鋅離子摻雜碳點(diǎn)/生物支架復(fù)合材料的體內(nèi)骨缺損修復(fù)實(shí)驗(yàn)
        3.6.1 鋅離子碳點(diǎn)體外細(xì)胞礦化染色實(shí)驗(yàn)
        3.6.2 復(fù)合支架材料體內(nèi)骨缺損修復(fù)實(shí)驗(yàn)
    3.7 本章小結(jié)
第四章 鈷鐵雙離子摻雜碳點(diǎn)的制備及在電催化分解水中的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        4.2.2 鈷、鐵離子雙摻雜碳點(diǎn)的制備
        4.2.3 碳負(fù)載的鈷、鐵雙離子摻雜釕單質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的制備
        4.2.4 儀器表征
        4.2.5 工作電極的準(zhǔn)備
        4.2.6 電化學(xué)分解水測(cè)試
        4.2.7 理論計(jì)算
    4.3 鈷、鐵雙離子摻雜碳點(diǎn)的合成與表征
    4.4 鈷、鐵雙離子摻雜碳點(diǎn)的電催化分解水產(chǎn)氧應(yīng)用
        4.4.1 電催化產(chǎn)氧性能測(cè)試
        4.4.2 理論模擬和機(jī)理解釋
        4.4.3 鈷、鐵雙金屬協(xié)同作用研究
    4.5 一鍋法合成碳負(fù)載鈷、鐵摻雜釕和鈷、鐵摻雜碳點(diǎn)的結(jié)構(gòu)表征
        4.5.1 水熱法一鍋合成兩種不同功能材料
        4.5.2 碳負(fù)載鈷、鐵摻雜釕單質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的形貌和結(jié)構(gòu)表征
        4.5.3 鈷、鐵雙離子摻雜碳點(diǎn)的形貌和表征
    4.6 碳負(fù)載鈷鐵摻雜釕的電催化分解水產(chǎn)氫應(yīng)用
        4.6.1 電催化產(chǎn)氫性能測(cè)試
        4.6.2 理論計(jì)算及活性歸屬
        4.6.3 鈷、鐵雙離子摻雜碳點(diǎn)的電催化產(chǎn)氧性能
    4.7 電催化全解水應(yīng)用
    4.8 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    全文總結(jié)
    未來展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表研究成果
致謝



本文編號(hào)：3785671