熒光碳納米材料,特別是碳量子點(CQDs),由于其非凡的性能,包括出色的光學性能和高光穩(wěn)定性,良好的分散性和生物相容性,低毒性和豐富的活性位點,引起了科學界的日益關注。研究表明,雜原子摻雜或表面功能化能夠填充表面缺陷,穩(wěn)定熒光性質(zhì),增加活性位點,拓寬應用范圍。近年來,利用CQDs作為熒光探針直接高選擇性檢測痕量金屬離子,或直接作為可見光催化劑或與其他半導體光催化劑復合以提高光催化活性的研究層出不窮,本論文通過對CQDs進行不同層次的改性,制備出了氮摻雜碳點(N-CDs)、氨基功能化碳點(PEI-CQDs)和碳點-半導體光催化劑復合材料(BiOI/CQDs),對其性能進行研究并應用于環(huán)境分析領域,具體研究內(nèi)容如下:(1)利用氨三乙酸(NTA)作為原料通過一鍋水熱法合成氮摻雜碳點(N-CDs),NTA同時作為碳源和氮源,無需其他試劑。利用所獲得的N-CDs構(gòu)建檢測Fe³⁺離子的新型傳感平臺。我們提出并證實了Fe³⁺淬滅N-CDs熒光的機理,并將其淬滅行為歸因于鐵絡合物的形成。(2)以楊桃為碳源開發(fā)了綠色合成氨基功能化碳量子點的方法,克服了以前方法...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 碳量子點概述
        1.1.1 碳量子點的結(jié)構(gòu)與組成
        1.1.2 碳量子點的光學特性
        1.1.3 碳量子點的化學修飾
    1.2 碳量子點的制備
        1.2.1 自上而下法
        1.2.2 自下而上法
    1.3 碳量子點的應用
        1.3.1 生物醫(yī)學
        1.3.2 熒光傳感器
        1.3.3 光催化
    1.4 本文選題意義和主要研究內(nèi)容
        1.4.1 選題目的和意義
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
2 水熱合成氮摻雜碳量子點及在Fe³⁺檢測中的應用
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑與儀器
        2.2.2 氮摻雜碳量子點的制備
        2.2.3 氮摻雜碳量子點的性質(zhì)表征
        2.2.4 熒光量子產(chǎn)率的測量
        2.2.5 不同種類的金屬離子對熒光傳感體系的干擾性實驗
        2.2.6 氮摻雜碳量子點檢測Fe³⁺的條件優(yōu)化
        2.2.7 碳量子點熒光探針檢測不同濃度的Fe3+

    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 N-CQDs的形貌表征
        2.3.2 N-CQDs的表面結(jié)構(gòu)表征
        2.3.3 N-CQDs的光學性質(zhì)
        2.3.4 N-CQDs的選擇性和抗干擾性
        2.3.5 N-CQDs高選擇高靈敏的檢測Fe³⁺

        2.3.6 N-CQDs檢測Fe³⁺的機理研究
    2.4 本章小結(jié)
3 楊桃為碳源制備氨基功能化碳量子點及在Cu²⁺檢測中的應用
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑與儀器
        3.2.2 氨基功能化碳量子點的制備
        3.2.3 氨基功能化碳量子點的性質(zhì)表征
        3.2.4 熒光量子產(chǎn)率的測量
        3.2.5 不同種類的金屬離子對熒光傳感體系的干擾性實驗
        3.2.6 氨基功能化碳量子點檢測Cu²⁺的條件優(yōu)化
        3.2.7 氨基功能化碳量子點熒光探針檢測不同濃度的Cu²⁺

    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 PEI-CQDs的形貌表征
        3.3.2 PEI-CQDs的表面結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 PEI-CQDs的光學性質(zhì)
        3.3.4 PEI-CQDs的選擇性和抗干擾性
        3.3.5 PEI-CQDs的條件優(yōu)化
        3.3.6 PEI-CQDs高選擇高靈敏的檢測Cu²⁺

    3.4 本章小結(jié)
4 BiOI-CQDs復合材料的制備及在光催化降解Rh B中的應用
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑與儀器
        4.2.2 BiOI-CQDs復合材料的制備
        4.2.3 材料表征及光催化性能測試
        4.2.4 RhB降解實驗的條件優(yōu)化
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 BiOI/CQDs復合材料的形貌表征
        4.3.2 BiOI/CQDs復合材料的物相分析和紅外光譜
        4.3.3 BiOI/CQDs復合材料的XPS分析
        4.3.4 BiOI/CQDs降解Rh B實驗條件優(yōu)化
        4.3.5 光催化性能研究
        4.3.6 光電流和電化學阻抗分析
        4.3.7 紫外可見漫反射光譜分析
        4.3.8 光催化機理
    4.4 本章小結(jié)
5 本文總結(jié)
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3795667

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