本文關(guān)鍵詞：基于微流控技術(shù)的功能型量子點(diǎn)的合成及應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《東北電力大學(xué)》 2016年

基于微流控芯片技術(shù)合成碳量子點(diǎn)及其性質(zhì)研究

趙志海  

【摘要】：近年來(lái),碳量子點(diǎn)(Carbon Quantum Dots,CQDs)因具備親水性,低細(xì)胞毒性,化學(xué)及光穩(wěn)定性等優(yōu)異性質(zhì),在化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、傳感學(xué)及光電子學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注與應(yīng)用。傳統(tǒng)宏觀體系合成碳量子點(diǎn)時(shí)存在操作繁瑣、反應(yīng)控制困難、反應(yīng)物耗量大等不足。微流控芯片技術(shù)(Microfluidic Chip)能夠?qū)悠返幕旌�、反�?yīng)、分離、檢測(cè)等基本操作單元集成到一塊幾平方厘米的芯片上,極大簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作,同時(shí)通道內(nèi)流體通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制,提高了反應(yīng)的可控性,通道小尺寸的特點(diǎn),使試劑消耗量低。微流控芯片憑借自身具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),在化學(xué)合成領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注,但用于碳量子點(diǎn)合成的研究所見(jiàn)報(bào)道尚且較少。本課題旨在基于抗壞血酸在醋酸銅催化下的熱分解反應(yīng)設(shè)計(jì)制作一款新型的微流控芯片用于碳量子點(diǎn)合成。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分別在宏觀體系及微流控芯片中進(jìn)行了碳量子點(diǎn)的合成實(shí)驗(yàn),并對(duì)產(chǎn)物的熒光性能、化學(xué)組成、形貌結(jié)構(gòu)等進(jìn)行系統(tǒng)的分析,同時(shí)考察所得碳量子點(diǎn)在pH及Fe3+檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用。首先,宏觀體系中制備出了在365nm紫外光照射下發(fā)射藍(lán)色熒光的親水性碳量子點(diǎn),該碳量子點(diǎn)為準(zhǔn)球形、具有明顯晶格結(jié)構(gòu)、表面含有大量羥基與羧基。其次,根據(jù)合成反應(yīng)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)制作了一款用于碳量子點(diǎn)合成的新型微流控芯片,該芯片可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物的高效混合,并為碳量子點(diǎn)的生長(zhǎng)提供足夠的時(shí)間,通過(guò)控制反應(yīng)物的流體力學(xué)與熱力學(xué)參數(shù),在芯片出口處可以收集到具有熒光性能的碳量子點(diǎn)產(chǎn)物。X射線光電子能譜、紅外光譜、紫外-可見(jiàn)吸收光譜分析結(jié)果顯示,利用該芯片合成的碳量子點(diǎn)表面相比于宏觀體系合成的樣品含有更多的C=C鍵,說(shuō)明反應(yīng)物的碳化過(guò)程在芯片中進(jìn)行的更加徹底。再次,利用芯片合成的碳量子點(diǎn)在中性條件下具有最佳的熒光效果,過(guò)酸或過(guò)堿都會(huì)引起熒光淬滅,在酸堿范圍內(nèi)其熒光性能隨著pH值的變化呈現(xiàn)出線性關(guān)系。最后,Fe3+可以特異性的淬滅碳量子點(diǎn)的熒光,而在0.5mmol/L濃度范圍內(nèi)該淬滅效果隨著離子濃度的增加呈現(xiàn)出線性增強(qiáng)的趨勢(shì)。本課題利用微流控芯片合成熒光碳量子點(diǎn),通過(guò)完善微通道的設(shè)計(jì)及對(duì)各項(xiàng)反應(yīng)條件的控制,最終制備出了具有優(yōu)異熒光性能的碳量子點(diǎn)。利用微流控芯片合成的碳量子點(diǎn)對(duì)pH及Fe3+具有優(yōu)異的響應(yīng)性,這為pH與Fe3+的檢測(cè)開(kāi)辟了一條新的檢測(cè)方法。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O657.3;O613.71
【目錄】：

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