碳点/金、钠复合物的制备及其应用

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xaolan811
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
碳点(CDs)、石墨烯量子点(GQDs)与贵金属纳米粒子在光/电催化、生物成像、光电器件、疾病诊疗等众多领域均有优异的性质:高催化性能、良好的生物相容性、出色的光稳定性、良好的光热效应等,得到广泛的研究和关注。将这两种材料用化学键紧密结合在一起,充分发挥二者各自的优势,并因此而衍生出全新的性能和应用是本论文的研究重点。本论文首次研究了GQDs/Au纳米复合物的绿色快速制备方法,初步探究了其反应机理,指出GQDs在制备纳米金的反应中的三种作用:还原剂、稳定剂和催化剂,并提供了一系列制备GQDs/贵金属纳米复合材料的方法;研究利用纳米金的局域表面等离子共振(LSPR)效应和CDs表面的大量活性官能团,设计了针对咖啡因的可视化分析检测;研究了以天然产物芦丁作为前体,在浓碱溶液中制备碳点的羧酸盐的方法,并制备出非芳环碳点盐,解决了碳点聚集诱导猝灭的问题;研究了碳点应用于防蓝光膜中,制备了首款碳点防蓝光膜。具体研究工作如下:1.分别设计制备了三种GQDs:GQDs-2(加热2 h制备的GQDs)、GQDs-12和少羟基石墨烯量子点(Hp GQDs),设计其与柠檬酸钠组合实验,初步探究了GQDs还原氯金酸生成纳米金的反应机理:GQDs本身可以作为稳定剂,碳核表面的羟基是还原剂,而碳核是催化剂,并且分散在碳核sp~3杂化碳骨架上的sp~2杂化碳在催化过程中起主要作用。进一步研究了溶液p H和GQDs浓度的对反应的影响(选用GQDs-2),结果表明酸性条件不利于反应的进行,sp~2杂化碳会和质子结合并使碳核的催化作用减弱;高浓度的GQDs会使金纳米粒子(Au NPs)中小粒径颗粒比例增加,对大粒径颗粒的影响不大。本研究还总结并提供了一系列制备GQDs/贵金属纳米复合材料的方法。2.利用上述探究的反应原理,加热GQDs-2.5与氯金酸(HAu Cl4)的混合物15 min,一步得到石墨烯量子点功能化的纳米金复合物(GQDs-2.5/Au),获得CDs/Au纳米复合物的绿色制备方法。通过高分辨透视电子显微镜(Hr TEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等对其结构进行表征,表明GQDs能与纳米金很好地结合并形成以Au NPs为核,GQDs为壳的纳米复合物。首次将GQDs/Au溶液用于咖啡因的可视化分析,咖啡因通过氢键与纳米金表面的GQDs相互作用使胶体发生聚集,从而改变溶液颜色:未经处理的GQDs-2.5/Au溶液呈鲜艳的酒红色,当咖啡因浓度为3.2 x 10-6–8.0 x 10-5 M时,酒红色随咖啡随浓度升高而变淡;当加入咖啡因浓度高于2.0 x 10-4 M时则变为蓝色。咖啡因浓度在3.2 x 10-6–4.0 x 10-4 M范围内与GQDs-2.5/Au的紫外吸光值呈良好的线性关系,可以进行定量检测。该方法具有响应速度快、试剂廉价、不受场地限制等特点。3.通常以天然产物为原料水热法制备的CDs存在量子产率低,荧光波长短(绝大部分为蓝光)等问题。本课题中,我们使用天然产物芦丁在1 M的Na OH溶液中水热法制备了表面带Na+的CDs,将该CDs均匀地分散于甲醇中,产生黄色荧光,且量子产率高达21.8%。CDs固体通常会因聚集而发生荧光猝灭的问题。针对此,本课题研究制备了不含有sp~2碳的非芳香CDs,其不会因π-π*堆积而发生荧光淬灭,制备得到的非芳香CDs在固体时依然有较强的荧光。并将该CDs固体分散在环氧树脂中,制备了红光LED灯并对器件做了一系列表征;将PMMA和环氧树脂封存的CDs制备成防蓝光膜,实验表明蓝光转化率与加入CDs的量正相关。并将这两种膜材料与市售的防蓝光手机膜进行比较,从光谱图、光线透过率、蓝光峰高、色坐标(CIE)、色温(CCT)、显色指数(CIR)等几个方面对这些膜材料的性能进行全面的分析。
其他文献
近年来,良好的株型被认为是水稻高产的重要因素,水稻地上部株型发育受到了育种家和科学家的广泛关注,能够为解决世界粮食安全问题另辟蹊径。而水稻地上部器官主要包括茎秆、叶片、穗型和籽粒等,茎秆的长短能够对植株株高造成直接影响,粗壮程度会对抗倒伏性有一定影响,叶片的大小影响植株的受光面积,三者均可对水稻植株的产量造成直接或间接的影响。因此了解水稻地上部器官的遗传模式和发育机制对丰产具有重要意义。本研究中我
核盘菌是一种植物病原真菌,在世界范围内均能引起多种重要农作物,如油菜等油料作物的产量及品质下降,造成严重的经济损失。由于缺少油菜的抗病种质资源,使得针对油菜菌核病抗性基因的发掘和鉴定研究进展缓慢,因此,控制核盘菌的侵染循环为培育有效的抗病油菜品种提供了新的思路。本研究前期通过转录组分析发现与编码IgE-binding同源蛋白的核盘菌基因SS1G_08110(Ssebp)在侵染甘蓝后高度表达,推测该
近年来,受世界经济形势和交易中技术壁垒的影响,各国的质量安全标准不断提高和完善,产品质量问题受到社会各界的普遍关注。这样就使得第三方检测机构的质量检验活动成为行业发展中一个不可或缺的重要环节。在经济全球化趋势的不断深入的今天,第三方检测机构已由原来由政府管控逐步地走向市场化,并在市场推动下得到迅猛发展。检测机构的数量大幅增加,检测能力和范围不断拓宽,行业之间的细化分工也不再明显,公司间的业务竞争就
甘蓝型黄籽油菜具有种皮薄,含油量、饼粕中蛋白质含量高,纤维素和多酚类物质含量低等一系列优点,因此,黄籽性状是国内外油菜育种的重要目标之一。研究表明粒色形成与类黄酮代谢产物密切相关,且转录因子在调控类黄酮途径各物质的积累上具有重要作用,但目前对类黄酮代谢途径与油菜粒色变化的关系尚不明确。本研究前期已证明BnMYB47是调控甘蓝型油菜粒色形成的一个重要转录因子,显著影响种皮类黄酮代谢产物的累积,但具体
电化学发光(ECL)技术是一种集传统电化学的分析快速、可控性高和化学发光的灵敏度高、线性范围宽于一体的新兴技术,在诊断、临床、制药、环境和食品分析方面受到研究者们的广泛关注。鲁米诺由于发光强度高、成本低、氧化电位低,成为当前应用最广泛的ECL发光体。传统共反应剂具有生物毒性、难标记、不稳定、易分解等缺点,从而限制了鲁米诺体系在ECL领域的应用。到目前为止,涉及鲁米诺的新型共反应剂的报道十分罕见。为
随着我国城市化进程的不断深入,传统的平面式交通已无法满足日益增长的交通扩张需求,高架桥因此而产生。高架桥的大量建设虽然缓解了城市交通压力,却也带来了原有的街道形象被破坏、城市的肌理被割裂、噪音和污染加剧等一系列城市问题。与此同时,高架桥附属空间作为高架桥建设的副产品出现在了城市中。这部分空间是被高架桥割裂的区域间的连接纽带,对其进行合理的设计能有效改善高架桥与城市的关系。然而在对高架桥进行规划设计
烟草花叶病毒(tobacco mosaic virus,TMV)寄主范围十分广泛,是烟草生产中的重要病害。植物寄主因子通过与病毒编码的蛋白相互作用,影响病毒在细胞间的移动和复制,引发寄主防御反应。IP-L是从烟草c DNA文库中筛选出的与To MV CP互作的寄主蛋白,TMV侵染本氏烟诱导IP-L及其编码蛋白显著上调,CML30、RIN4、CNGCs和LHY是从IP-L沉默的本氏烟转录组筛选出的显
高寒草甸是青藏高原各类草地类型中最为重要的组成部分,约占青藏高原草地面积的54%。然而,在气候变化、放牧活动和人类经济活动的共同影响下,高寒草甸生态系统生产力下降、生物多样性丧失、土壤退化,严重影响了其生态服务功能。了解高寒草甸植物如何应对非生物胁迫,对我们认识全球气候变化带来的影响及科学管理高寒草甸具有重要的意义。植物表型可塑性是指同一个基因型对不同环境响应产生不同表型特征的特性,它被认为是有机
进入新世纪以来,随着科学技术的飞速发展,航空航天、信息工程和人工智能等领域对新型功能材料的需求日益增长,这使得人们对新材料的性能要求也越来越高,因此开发和研制新型功能材料迫在眉睫。然而在新型功能材料的研发生产中不可避免的要使用到能源,现如今能源的主要来源是石化燃料的燃烧,但是石化燃料的大量燃烧已经引发了各种各样的环境问题。因此寻找高效率且对环境无害的可持续发展能源也是我们这一代人的目标。Heusl
马铃薯(Solanum tuberosum L.)是世界第四大粮食作物,在保障粮食安全和促进经济发展方面有重要作用,马铃薯消费需求由传统模式现正往采后加工业发展(如薯条,薯片)。为了延长加工周期以及常温贮藏导致的块茎发芽、失水皱缩和病害传播等损失,马铃薯块茎通常低温贮藏。然而,块茎低温贮藏(﹤10℃)导致淀粉-糖代谢失衡,加速淀粉和蔗糖降解为还原糖,出现“低温糖化”现象。高温加工过程中还原糖会与自