碳基納米材料的制備及其在檢測和光電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用.pdf

1、碳基納米材料，基于其獨(dú)特的光電性質(zhì)和良好的生物相容性，在生物檢測和催化等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。然而，碳基納米材料的性質(zhì)和應(yīng)用還有待于進(jìn)一步研究。本文利用回流、熱解等不同的化學(xué)方法設(shè)計(jì)制備了不同的碳基納米材料。從研究其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)出發(fā)，研究了碳點(diǎn)（CDs)對諾氟沙星（NOR)檢測和對Zn2+檢測的應(yīng)用，并進(jìn)一步探索了氮化碳/二氧化鈦納米管陣列（C3N/H O2 NTs)在光電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過回流的

2、方法制備了強(qiáng)熒光碳點(diǎn)（CDs)。所制備的碳點(diǎn)尺寸為4-7nm,并且具有良好的熒光穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，隨著諾氟沙星（NOR)濃度的增加，CDs-NOR體系的熒光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)證明，所獲得的強(qiáng)熒光C D s可以作為無標(biāo)記的熒光探針實(shí)現(xiàn)對NOR方便、靈敏的檢測。其最低檢測限為1.33x10_8 m o H1，檢測范圍從1.33x10-8 mol.L-1到2x10-5 m o H1(相關(guān)系數(shù)為0.995，pH為5.9)。實(shí)驗(yàn)表明CDs-NOR

3、體系熒光的增強(qiáng)歸結(jié)于C D s和N O R之間的氫鍵作用。⑵以葡萄糖為碳源，通過一步回流的方法制備了碳點(diǎn)(CDs)。所得到的CDs具有均勻的尺寸分布和良好的熒光性質(zhì)。以CDs作為能量給體，槲皮素-Zn2+作為能量受體，建立起基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)機(jī)制的體系來檢測Zn2+。這種體系可以實(shí)現(xiàn)對Zn2+高靈敏性和高選擇性的檢測。研究證明，該體系對于Zn2+的最低檢測限為2x10_6 m o lt1,檢測范圍從2x10_6 mol.L

4、-1到1x10-4 mol.L-1。此外，實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明這種方法可以成功實(shí)現(xiàn)對生物體系中（活的Hela細(xì)胞)Zn2+的檢測。⑶通過在二氧化鈦納米管陣列（TiO2 N T s)表面原位生長C3N4的方法制備了C3N4/T1O2 NTs光電極。利用透射電鏡（T E M)，掃描電鏡（SEM)，X射線光電子能譜儀（XPS)等表征技術(shù)研究了 C3N4/T1O2 NTs的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)表明，C3N4作為敏化劑可以明顯增強(qiáng)T1O2 NTs在可見光區(qū)