摻雜型石墨相氮化碳和GQDs的制備及分析應用.pdf

1、含碳納米材料，作為一種新型納米材料已被廣泛用于分析檢測、器件設備以及能源催化等各個領域。本論文以石墨相氮化碳與石墨烯量子點為例，研究它們的制備及其傳感應用。制備硼硫共摻雜的石墨相氮化碳材料，探討其與Hg2+對卟啉和 Co2+結合的協(xié)同催化作用，并用于高靈敏檢測環(huán)境中的重金屬離子Hg2+。制備熒光性能良好的石墨烯量子點，利用其與稀土離子鉺或鐠結合形成的復合物熒光探針的熒光變化用以測定生物樣品中的凝血酶。此外基于谷胱甘肽引入造成的PHBA吸

2、收峰的移動構建了GQDs-PHBA熒光探針用于傳感檢測谷胱甘肽。本論文的主要研究內容如下：
　　1、以三聚氰胺、硼酸和硫化鉬為原料，通過高溫熱聚合的方式合成硼硫共摻雜的石墨相氮化碳材料（簡寫為CNBS），通過電鏡、紅外、XRD、XPS和熒光等對CNBS的結構以及熒光性能進行了表征，研究發(fā)現(xiàn)帶負電荷的CNBS和Hg2+對卟啉（TMPyP）與 Co2+的結合具有良好的催化作用。采用電鏡、Zeta電位及內濾效應校正等手段研究了CNBS和

3、Hg2+對卟啉和Co2+結合的協(xié)同催化作用機理，即CNBS與Hg2+先進行結合，再通過靜電作用和π-π堆積作用靠近卟啉環(huán)，隨后與卟啉分子形成平面外的‘SAT’復合物，扭曲卟啉環(huán)使之變形，這種結構有利于 Co2+從背面進攻進入卟啉空腔形成鈷卟啉從而猝滅卟啉的熒光。基于這一原理，實現(xiàn)了Hg2+的靈敏檢測，檢測限低至0.37 nM。
　　2、構建了一種基于 GQDs/Er3+復合物熒光探針的凝血酶檢測方法。稀土離子Er3+能與GQDs表

4、面的羧酸基團結合，從而組裝到GQDs表面形成GQDs/Er3+復合物，導致 GQDs聚集而熒光猝滅；當加入凝血酶后，凝血酶中的氮、氧等配位原子可以與Er3+發(fā)生配位結合，與GQDs表面的羧酸基團發(fā)生競爭作用，導致GQDs/Er3+復合物解體，使得GQDs重新分散到溶液中而熒光恢復。GQDs的熒光恢復程度與凝血酶的濃度呈正相關，據(jù)此可實現(xiàn)對凝血酶的高靈敏檢測，檢測限低至0.049 nM。采用電鏡、光散射等手段證實了以上凝血酶檢測的機理。本

5、方法構建的納米傳感器不需要對 GQDs的表面進行任何功能化修飾，也不需要使用凝血酶適配體，僅利用 GQDs的熒光從關到開即可實現(xiàn)凝血酶的定量分析。此外，為了進一步驗證稀土離子與 GQDs形成的復合物探針用于凝血酶檢測的普適性。我們考察了稀土離子Pr3+與GQDs形成的復合物探針對凝血酶的檢測。結果表明，凝血酶的加入也能使得GQDs/Pr3+復合物解體，導致GQDs熒光恢復實現(xiàn)對凝血酶檢測，檢測的線性范圍為0.1-25 nM,檢測限為0.

6、06 nM。同時也證明了稀土離子與 GQDs形成的復合物探針的普適性，這也為復雜樣品中凝血酶的識別及傳感提供了新的思路。
　　3、基于谷胱甘肽（GSH）溶液能使對羥基苯甲醛（PHBA）吸收峰發(fā)生移動的原理，構建了GQDs-PHBA熒光探針用于選擇性檢測GSH。在GQDs溶液中加入PHBA，由于PHBA的330 nm左右的吸收峰會吸收用于激發(fā)GQDs的激發(fā)光源，產(chǎn)生內濾效應，導致 GQDs的熒光猝滅。當加入谷胱甘肽之后，會使得PHB