【摘 要】
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碳纳米材料由于具有良好的力学、电学及化学性能,使其在生物医学、环境和能源等领域都显示了巨大的应用前景。特别是对于具有高比表面积和高电导率的石墨烯及多孔生物质碳纳米材料更是研究的热点。本文以石墨和果糖为主要原料,设计合成了两种功能化的碳纳米材料,并对其性能进行了研究。其中包括水溶性石墨烯的制备以及导电性能研究;Fe/N共掺杂碳纳米盒子的制备及其ORR催化性能研究。具体内容包括:(1)用改性Humme
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碳纳米材料由于具有良好的力学、电学及化学性能,使其在生物医学、环境和能源等领域都显示了巨大的应用前景。特别是对于具有高比表面积和高电导率的石墨烯及多孔生物质碳纳米材料更是研究的热点。本文以石墨和果糖为主要原料,设计合成了两种功能化的碳纳米材料,并对其性能进行了研究。其中包括水溶性石墨烯的制备以及导电性能研究;Fe/N共掺杂碳纳米盒子的制备及其ORR催化性能研究。具体内容包括:(1)用改性Hummers法制备GO,并用不同量没食子酸对其进行化学改性得到GOGA,发展了 SHS技术分别还原GO和GOGA
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贵金属纳米材料由于其在光学、力学、磁学、电学、催化和传感等领域表现出优异的物理和化学特性,受到了广泛关注。然而,由于本身性质方面的一些局限性以及十分稀少的储量,在很大程度上限制了贵金属纳米材料大规模的应用。因此,人们希望寻求一种策略,在改良贵金属纳米材料性质的同时减少贵金属的使用量。研究表明通过与其他金属形成合金,能够可控的合成特定尺寸、组成、形貌以及结构构架的金属纳米材料,并且明显的改变其如光、
荧光材料因其自身所具有的特殊发光性能,多年来一直被科研工作者们所关注与研究。同时荧光材料在荧光分子探针、生物成像、光电响应、发光二极管(LED)和太阳能电池等多个领域都有着广泛的应用。本文在调研了大量的国内外之前发表工作的基础上,采用了燃烧法、溶剂热法和搅拌法这三种方法合成了三组不同的荧光材料,研究探讨了它们的性质及其应用。主要内容包括以下三个方面:(1)荧光碳纳米颗粒(Au-C NPs)的合成及
有机小分子荧光探针因其分子量小、合成简单、易获取等优点被广泛应用于检测水体、土壤、空气、生物体中的金属离子含量,其中应用于活体细胞显影的有机小分子荧光探针,为科研工作者在生物医疗和药物研发等问题上提供了一个不可或缺的工具。本论文以桨状结构的三苯胺为功能团,对其进行结构修饰和优化,利用Vilsmeier-Haack、Witting等反应合成了一系列三苯胺基衍生物。基于化合物的结构特点,我们系统地研究
随着社会工业化的发展,化石燃料被大规模消耗,CO_2的排出量日益增长,由此引起了严峻的环境问题,在这种情况下,CO_2的固定转化具有十分重要的意义。采用适当的电极材料,适宜的电解质,并通过修饰合适的电催化活性物质,可以降低CO_2还原过电位并且提高法拉第电解效率,从而实现高能效还原CO_2。本文选用了具有良好催化性能和独特物理性质的纳米材料(纳米金溶胶和金团簇)以及新型绿色溶剂离子液体作为修饰剂,
近年来可视化识别生物和环境的重要物种一直是一个重要的研究课题。与其他分析工具相比,小分子荧光传感器有几个优点,包括操作简便,检出限低,高选择性,最重要的是,利用共焦显微镜生物成像,它们已然成为监测生物体外和体内相关物种的有效工具。与单光子荧光显微术相比,双光子荧光显微术采用两个近红外光子作为激发源,具有多种优势,包括能深度组织成像、较高的空间分辨率和较长的观测时间。此外,随着双光子荧光显微术的出现
化学振荡不同于我们所熟知的化学反应,在普通的化学反应中,随着反应时间的进行反应物的浓度越来越小而生成物的浓度越来越大,直到反应到达平衡状态。而在化学振荡体系中,当反应物的浓度在特定的范围内时,其浓度随着反应时间呈现周期性的变化,如果振荡体系颜色能够发生改变,我们能够很清楚的观察到体系中溶液的颜色随着时间呈现周期性的变化。由于此类体系远离平衡状态,很容易受到外界环境微小变化的影响。因此我们可以利用外
电致化学发光(ECL)是指在电极表面产生的自由基通过高能电子转移反应形成激发态并发出光的过程。它是电化学和化学发光相结合的新技术,由于其具有灵敏度高、线性范围宽、背景信号低、选择性好等特点,现已成为一种在基础研究和分析应用方面有用的技术。纳米材料因其具有极好的生物相容性、光学及电化学性质已经被广泛应用于生物传感器的构建。本文利用新型纳米材料及其复合材料构建了一系列高灵敏的电致化学发光生物传感器并对
B是第三主族缺电子元素,其价电子结构是2s2p1。由于B团簇拥有许多特殊的理化性质,近些年来引起了科研工作者的广泛兴趣。Au作为第六周期、第IB族的元素,电子结构为[Xe]5d106s1。由于金元素最强的相对论效应,其团簇在催化活性,亲金作用,超精细属性等方面具有独特的性质,从而在药学、光学等领域起了实验和理论的广泛关注。1960年代以后,随着计算机的广泛应用,量化计算方法高速发展,计算化学学科进
金纳米棒具有独特的光学性质以及很好的生物相容性,其在光学传感、生物分子成像、医学诊断和肿瘤治疗等领域都有很广阔的应用前景。但是金纳米棒的高比表面能又使其不够稳定,易于发生集聚。为了有效利用金纳米棒,须对其表面进行修饰与包覆。好的包覆层既可以增强其稳定性,又能增加新功能,其中的硫醇衍生物包覆层可以与金纳米微粒形成稳定的金-硫配位键,在生物检测中具有很高的灵敏度,因而被广泛研究。超瑞利散射(HRS)技
本文利用密度泛函理论(Density functional theory,DFT)和高能分辨X射线光电子能谱(high-energy resolution x-ray photoelectron spectroscopy)实验,研究了乙烯分子在Ni3Al(111)表面上的分解过程和反应路径。这是石墨烯生长的前置步骤。我们先找出了从乙烯降解到碳原子的过程中所有可能出现的中间产物在该表面上的稳定构型,