纳米二硫化钼量子点复合微球的制备与荧光特性的研究

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聚合物微凝胶因其对温度、p H值、离子强度等外界环境刺激的快速响应以及对一些生物分子的存在效应而受到广泛关注。近年来,聚N-异丙基丙烯酰胺及其共聚物微凝胶的合成和表征得到了广泛的应用。聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸)[P(NIPAM-co-AA)]共聚物微凝胶的合成、性能及应用已有广泛的文献报道。P(NIPAM-co-AA)微凝胶的合成、基本性质及其在医学、环境、纳米技术、催化等领域的应用渐渐成为了新的研究热点。Mo S2等过渡金属二硫化物(TMD)在整个20世纪一直是不可或缺的,并且是一系列现代化学转化和光电应用的极具前景的材料。Mo S2与其他TMD(例如Mo Se2、WS2等)一样,以多种相存在,其中2H,1T和3R相得到最广泛的讨论。这些TMD由Mo S2片层组成,通过相对较弱的范德华力保持在一起。每层由共价键合的缩合Mo S6中心组成,其中硫原子的交替层夹着钼原子层。这种特殊的结构使其广泛应用于催化领域,工业工程(例如,润滑剂)和矿物加工等方面。此外,Mo S2带隙可调、压电常数高等特性使其成为光电和光子器件的有前途的材料。聚合物微凝胶与金属化合物的复合可制备出兼具二者优点的新型复合材料。通过控制环境因素制备固体微米级球状P(NIPAM-co-AA),然后以表面光滑、粒径均一的微球为模板,复合不同环境条件、合成路线下制备的二硫化钼以及纳米二硫化钼,制得复合材料纳米Mo S2@P(NIPAM-co-AA)。基本研究如下:(1)采用反相乳液聚合法,并控制反应温度至居里点以下,将一定比例的N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和丙烯酸(AA)聚合得到表面光滑、粒径均一的模板微球P(NIPAM-co-AA);(2)分别采用机械剥离和表面功能化的方法制备纳米二硫化钼:通过超声机械剥离的方法得到纳米二硫化钼悬浊液,通过使用L-半胱氨酸在制备纳米二硫化钼的同时将其表面功能化,制得具备功能化氨基和羧基基团的纳米二硫化钼荧光量子点,并探究其荧光特性;(3)通过溶胀法将纳米二硫化钼与P(NIPAM-co-AA)复合,制备得到两种纳米Mo S2@P(NIPAM-co-AA),并对比研究了两种材料的微观形貌与拉曼图谱。采用场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨显微共焦拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计(UV)等仪器表征了复合材料的结构及性质。结果表明:复合微球整体呈球形,形貌规整,大小均匀,平均粒径约为70μm,表面由纳米二硫化钼荧光量子点形成独特纹路,具有较好的荧光性。
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