基于石墨烯復(fù)合材料及石墨烯量子點(diǎn)的制備并用于一些酚類環(huán)境污染物的分析.pdf

1、石墨烯是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新穎的碳化材料,它是由單原子層六角峰巣晶格的的結(jié)構(gòu)堆積而成,并以碳原子 SP2軌道雜化形成的一種二維結(jié)構(gòu)碳材料。近年來(lái),該材料在航天、化學(xué)、生物、物理、醫(yī)藥及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域備受關(guān)注及應(yīng)用,因?yàn)槠渚哂幸恍┬缕妾?dú)特的物理及化學(xué)性質(zhì),如:高導(dǎo)熱性、比表面積大、較強(qiáng)的電荷運(yùn)載能力及良好的機(jī)械性能。各種制備石墨烯的方法也應(yīng)運(yùn)而生,特別是還原氧化石墨烯制備方法具有簡(jiǎn)單、成本低和產(chǎn)率較高等特點(diǎn)而被廣泛采用。但這樣合成的石墨

2、烯材料在實(shí)際應(yīng)用中水溶性差和易團(tuán)聚。針對(duì)這些問(wèn)題,人們往往在石墨烯表面修飾一些功能化基團(tuán)或進(jìn)行摻雜處理而改變其某些性能,這樣的研究對(duì)于石墨烯的實(shí)際應(yīng)用具有重要的意義。
　　通過(guò)對(duì)石墨烯的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),低維石墨烯具有顯著的量子尺寸效應(yīng),它與石墨烯相比,在光學(xué)性、電學(xué)性和毒性等方面具有顯著的區(qū)別,這就使得對(duì)石墨烯量子點(diǎn)的研究越來(lái)越備受關(guān)注。目前,許多研究比較著重于量子點(diǎn)的制備方法和性能方面的研究,對(duì)于石墨烯量子點(diǎn)在對(duì)食品和環(huán)境等樣品

3、定量分析方面的應(yīng)用研究還比較少見(jiàn)報(bào)道。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容為:以石墨烯復(fù)合材料及石墨烯量子點(diǎn)的制備為前提,并結(jié)合動(dòng)力學(xué)光度法、共振光散射法以及熒光猝滅法等方法對(duì)環(huán)境水體中常見(jiàn)的幾種苯酚類污染物進(jìn)行了定量分析。并在某些情況下藉助于化學(xué)計(jì)量學(xué)方法,對(duì)復(fù)雜的苯酚類物質(zhì)結(jié)構(gòu)相似的同分異構(gòu)體進(jìn)行快速、簡(jiǎn)單的同時(shí)或單獨(dú)測(cè)定。具體內(nèi)容如下總結(jié)如下:
　　第一章:闡述石墨烯復(fù)合材料的發(fā)展及石墨烯量子點(diǎn)的基本合成方法及在科學(xué)研究領(lǐng)域的應(yīng)用

4、研究。簡(jiǎn)述了本工作所采用的實(shí)驗(yàn)的原理及理論知識(shí),并探討了新型材料結(jié)合分子光譜法在定量分析領(lǐng)域研究的發(fā)展動(dòng)向。
　　第二章:采用簡(jiǎn)單的濕熱化學(xué)方法制備了石墨烯-氯化血紅素復(fù)合材料。利用紫外光譜、原子力顯微鏡、掃描電鏡和能譜等表征手段對(duì)負(fù)載氯化血紅素的石墨烯復(fù)合材料進(jìn)行表征。由于該復(fù)合材料通過(guò)p-p作用相結(jié)合,因此同時(shí)具有石墨烯和氯化血紅素兩者的特性,如:1)該材料水溶性良好;2)合成材料可以作為模擬類過(guò)氧化氫酶(模擬酶)而用于苯酚類

5、物質(zhì)的催化反應(yīng),3)反應(yīng)中該合成材料與三種苯二酚同系物(鄰間對(duì))發(fā)生產(chǎn)物不同的顯色反應(yīng),從而完成對(duì)三種苯二酚類物質(zhì)的定性;4)利用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法及模擬酶催化光譜法實(shí)現(xiàn)了三種苯酚的同時(shí)檢測(cè)。
　　第三章:通過(guò)高溫?zé)峤鈾幟仕岬姆椒ㄖ迫∈┝孔狱c(diǎn),運(yùn)用原子力顯微鏡、紫外及紅外光譜法對(duì)其進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)苯醌與石墨烯量子點(diǎn)可產(chǎn)生共振光散射現(xiàn)象。根據(jù)此原理,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將苯酚氧化為苯醌從而對(duì)苯酚進(jìn)行間接測(cè)定。苯酚的線性范圍為6.00′10

6、-8 M–2.16′10-6 M,檢測(cè)限2.20′10-8 M。該方法選擇性好、干擾小,可用于模擬水樣中苯酚的測(cè)定。
　　第四章:由于石墨烯量子點(diǎn)具有獨(dú)特的熒光性質(zhì),我們采用辣根過(guò)氧化物酶為催化劑,催化對(duì)苯酚生成對(duì)苯醌。隨著對(duì)苯醌不斷加入,石墨烯量子點(diǎn)的熒光猝滅程度逐漸增大,并呈良好的線性關(guān)系。本工作探討了苯醌存在下石墨烯量子點(diǎn)熒光猝滅的機(jī)理,提供了對(duì)苯酚快速檢測(cè)一種新方法。
　　本論文建立了一些新型納米復(fù)合材料測(cè)定苯酚類物