【摘 要】
:
碳点(CDs)是一种尺寸小于10 nm的碳基纳米材料。在2004年CDs首次被报道,CDs不仅表现出优良的光学性质,如光致电子转移、光致发光和电化学发光,而且还表现出一些比基于重金属的半导体量子点更多的优点,如化学惰性、高稳定性、可调的荧光发射以及易功能化等。由于其独特的性质,使其在传感、催化、储能器件、生物医学等方面得到广泛的应用。本论文通过调控前驱物,用一锅水热或溶剂热法合成功能化掺杂CDs,
论文部分内容阅读
碳点(CDs)是一种尺寸小于10 nm的碳基纳米材料。在2004年CDs首次被报道,CDs不仅表现出优良的光学性质,如光致电子转移、光致发光和电化学发光,而且还表现出一些比基于重金属的半导体量子点更多的优点,如化学惰性、高稳定性、可调的荧光发射以及易功能化等。由于其独特的性质,使其在传感、催化、储能器件、生物医学等方面得到广泛的应用。本论文通过调控前驱物,用一锅水热或溶剂热法合成功能化掺杂CDs,通过CDs与目标物之间的相互作用,探究了其在检测丝氨酸,构建便捷式四环素荧光传感器,以及催化降解有机染料靛蓝胭脂红的应用。本论文工作包括三个部分:1.基于调控掺杂元素碳点的合成及其在丝氨酸检测中的应用此工作采用简单的水热合成法,分别以3-氨基-4-氯苯硼酸、3-氨基苯硼酸、苯胺和苯为前驱物,成功制备了掺杂不同元素的CDs。由3-氨基苯硼酸衍生的N、B共掺杂CDs(NBCDs)在四种CDs中荧光最亮,且光稳定性最好。丝氨酸是一种含有极性羟基的中性脂肪族氨基酸,可以猝灭NBCDs的亮蓝色荧光。这可能是由于NBCDs的激发态与丝氨酸的基态发生分子碰撞所致。基于高效的猝灭效应,NBCDs可以作为检测丝氨酸的荧光探针。该方法灵敏度高,检出限为0.14 n M。该体系可用于食品和生物样品中丝氨酸的检测。该策略在食品安全和生物医学领域有潜在的应用。2.基于碳点/聚乙烯醇(PVA)聚合物复合膜的便捷式四环素荧光传感器在此工作中,基于CDs和PVA水凝胶,构建了便捷式四环素(TC)荧光传感器。将CDs固定在PVA载体中,可以抑制CDs随时间而聚集导致的荧光猝灭,以稳定CDs的荧光。采用简单的一锅水热法,以柠檬酸和3-氨基苯硼酸分别为碳、氮和硼元素的来源,制备了N、B掺杂的CDs。由于内滤效应,TC可以猝灭CDs的荧光。因此,通过监测CDs在水溶液中的荧光猝灭程度检测TC。为了方便测试,将CDs负载到PVA膜上,在膜上TC的猝灭效果也很显著。因此,构建了视觉模式下检测TC的新型传感器。与报道的大多数工作相比,该方法具有更高的灵敏度和选择性。因此,本传感器在TC的实时监测中具有潜在的应用前景。3.基于氮含量变化的无金属氮掺杂碳点的荧光和光催化活性此工作发现CDs作为一种光催化降解有机染料的非金属材料,其光催化速率高于以往大部分使用含金属材料的研究。采用简单的一锅溶剂热法,利用氮含量不同的四种前驱物制备了氮掺杂碳点(缩写为:CD1、CD2、CD3、CD4)。以靛蓝胭脂红(IC)、乙基紫(EV)、刚果红(CR)和玫瑰桃红R(Bo-R)四种有机染料为模型,研究了CDs的光催化性能。在自然光下,CDs作为光催化剂将O2、OH-分别转化为·O2-、·OH。染料与·O2-、·OH相互作用转化为CO2和H2O。在这四种碳点中,CD2对IC的降解效率最高。在自然光下反应2 h,CD2对IC的降解效率可达97%,降解速率常数为0.0309 min-1。因此,CDs在降解有机染料方面具有潜在的应用前景。
其他文献
云贵地区是中国传统土法炼锌的重要发源地,而贵州黔西北是我国著名的铅锌矿土法冶炼区。在元素地球化学高背景与外源污染叠加效应下,对黔西北喀斯特山区的生态环境治理与人群健康风险管控带来了极大挑战。为明确土法炼锌区蔬菜重金属与人体健康之间的“剂量-效应”关系,本文以“农产品(蔬菜)-人体健康”为研究主线,在分析农产品重金属污染特征的基础上,运用体外消化模型探明重金属在蔬菜食糜模拟消化提取过程中实际被吸收程
色酮类天然化合物是广泛存在于植物中的一类天然含氧杂环化合物,因其特殊的化学结构可以用作比色和荧光探针,用于在水溶液中有效检测金属离子。色酮类天然化合物还具有多种抗炎、抗菌、抗病毒和抗癌等生物活性,由于水溶性差等方面的缺陷限制了该类化合物在临床上的进一步应用。瓜环(Q[n]s)是一类大环合成化合物,具有两极性负电势羰基端口和近中性的疏水空腔,既可以将客体分子、离子包含在其空腔中,也能通过端口羰基氧原
设计合成大环化合物并进行主客体识别研究在超分子化学中一直备受关注,本文合成了 Schiff碱大环L1及其还原大环L2、Schiff碱大环L3及其还原大环L4。分别将前体二胺A[N,N’-(3-胺基苯基)-2,6-二甲酰亚胺吡啶]和C[N,N’-(2-胺基苯基)-2,6-二甲酰亚胺吡啶]与前体二醛B(5,5’-二甲基-1,9-二甲酰基二吡咯甲烷)缩合作用形成同时含吡啶酰亚胺基和双吡咯单元的双头型[1
磷酸二氢钾作为一种重要的磷酸盐产品,广泛应用于工业、农业、医药业以及食品行业。目前,磷酸二氢钾的制备方法以中和法为主,该法原料价格昂贵,生产成本高。采用磷酸二氢钙和硫酸钾复分解制备磷酸二氢钾,因具备原料成本低、产品易于分离等优势而备受关注,但现有研究均未提及反应产生硫酸钙的资源化利用。本文提出以磷酸分解磷矿得到的磷酸二氢钙为主的酸解液和硫酸钾为原料制备磷酸二氢钾,重点研究Ca(H2PO4)2-H3
地表浅部非饱和土壤含水量(SMC)测量是许多研究领域的一个重要目标。土壤含水量的检测、监测在土木工程(路堤、水坝、土工结构等)、滑坡灾害、农业灌溉和土壤侵蚀、修复受污染或受损土地以及环境、生态方面发挥着关键作用。土壤含水率几乎影响人类生产生活的方方面面。粘土在我国广泛分布,其含水率的时间、空间变化是引发地质灾害、影响农业灌溉和土壤侵蚀的重要因素之一。探地雷达是一种适合测量中小尺度含水率的方法,但是
具有一定外形、尺寸和内部空腔的离散金属-有机笼因其在分子识别、离子交换、气体吸附、催化、药物传递等领域的潜在应用而受到广泛关注。然而,金属有机笼的自组装过程由于受到许多因素例如温度、p H、光、阴离子、溶剂的影响,可能导致不同的动力学、热力学或模板诱导产物。这些不同结构的产物具有巨大的应用潜力,可以实现不同的功能。而在众多影响因素中,溶剂作为大多数笼子存在的场所,对笼子的结构有着不可忽略的影响,因
二氧化铈(Ce O2)因带隙较宽、光生载流子复合速率较快限制了其在光催化领域的应用,氧空位对Ce O2光催化性能有着重要作用。而形貌调控、稀土掺杂和氢还原产生的氧空位对Ce O2能带结构、光生载流子和光催化性能的影响还需深入研究。本论文制备了多面体、立方体和棒状纳米Ce O2,调控了棒状纳米Ce O2长度,并以一定量的镧、钇和钐进行掺杂;采用H2-TPR研究了各形貌、尺寸及钇掺杂样品的还原性能,并
瓜环(Q[n]s或CB[n]s)是近二十年来在超分子化学研究中备受关注的大环主体,其疏水性的空腔,极性羰基氧端口以及空腔的大小都使其在主客体化学中发挥着重要的作用。Q[7]与Q[8]由于空腔大小不同而在主客体化学中表现出丰富的主客体作用模式。但是,以三联吡啶为母体的自组装及与瓜环主客体化学研究还不多见。本论文在参考文献报道以及实验室研究的基础上,设计合成了三个系列的三联吡啶类荧光分子,并对其与Q[
压电陶瓷材料灵敏度高,有着较高的压电性能,被广泛的应用在能量收集、智能发电等高技术领域,是最具有发展潜力的智能材料之一。在高技术领域的应用中温度常常变化明显,如当卫星、宇宙飞船在距地面300-500公里轨道运行时,环境温度变化从-150℃-300℃,压电陶瓷材料的结构与压电性能会受到显著的影响,因此研究热-机-电耦合效应具有理论和工程意义。随着当今技术竞争日益激烈以及环境影响、资源短缺,我们急需要
瓜环又名葫芦脲,是目前超分子化学研究领域的重要的研究方向之一,其化学式为Q[n],但是由于特殊的性质阻碍对其进行功能性改造,导致研究迟迟没有突破。自上世纪日本对瓜环的烷基进行取代后,得到了具有可控功能性的瓜环,自此为瓜环的研究和发展指明了新的方向。其中功能性最为可控最好的为通过甲基苷脲二醚和普通苷脲合成分离出具有水溶性和有机溶性的甲基瓜环,这不仅拓宽了超分子化合物的应用前景,也在配位化学、主客体化