纳米碳结构的微波法制备和性质研究

《纳米碳结构的微波法制备和性质研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：O469单位代码：10183研究生学号：2015932056密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）纳米碳结构的微波法制备和性质研究Theresearchonpreparationandpropertiesofnanocarbonstructuressynthesizedbymicrowave作者姓名：闫玲美专业：凝聚态物理研究方向：纳米材料指导教师：李红东教授培养单位：物理学院2018年6月纳米碳结构的微波法制备和性质研究Theresearchonpreparationandpropertiesofnanocarbonstructure

2、ssynthesizedbymicrowave作者姓名：闫玲美专业名称：凝聚态物理指导教师：李红东教授学位类别：理学硕士答辩日期：2018年5月31日论文评阅人：答辩委员会组成：姓名：职称：工作单位：姓名：职称：工作单位：秦杰明教授长春理工大学主席于聪研究员长春应化所杜晓波教授吉林大学委员段潜教授长春理工大学朱永福教授吉林大学滕乐生教授吉林大学韩奇钢教授吉林大学摘要纳米碳结构的微波法制备和性质研究摘要碳点作为纳米碳家族的新成员，具有明显的优点，如细胞毒性低、化学惰性强、光漂白率低、制备方便、荧光性能稳定及发射光可调等。因此，在生物化学传感、成像分析

3、、光电器件、环境检测、光催化技术和药物载体等诸多领域都展现了巨大的应用潜力。目前，人们正致力于对碳点制备工艺的优化、发光机理等的研究，并进一步探究其在不同领域的应用。本文利用微波合成法进行了碳点的制备研究，并通过改变反应条件后合成出纳米碳球及碳片，又将制备的碳点应用于光催化及生物成像，探究了其相关性能。主要研究内容及研究成果如下：（1）利用微波合成法，以柠檬酸和尿素作为反应原料，开展了碳点的制备实验，并利用透射电子显微镜、X-射线衍射、傅里叶变换红外光谱及光致发光光谱对实验产物进行了表征。实验结果表明，通过改变反应物浓度、反应物比例等实验参数可以合

4、成出尺寸小、分散性好、荧光性能优异的碳点以及具有不同形貌的纳米碳结构。低反应物浓度及较低的尿素比例有助于获得分散的碳点，较高浓度则易于形成片状非晶碳结构；低反应物浓度高尿素比例则形成球状或片状石墨结构。荧光测试表明，制备的不同的纳米碳结构在紫外灯下可以呈现蓝色或绿色发光。在反应中加入纳米金刚石粉获得了金刚石与碳点的复合结构，并具有较强的发光。（2）利用低浓度、低尿素比例条件下制备的碳点进行了光催化降解亚甲基蓝实验。结果表明碳点具有良好的光降解能力。将其与H2O2共用，可以显著增强H2O2的光降解效率，这是因为碳点是很好的电子供体，H2O2分子可以捕

5、获光生电子被分解成具有强氧化能力的OH，进而氧化分解亚甲基蓝分子。同时测试表明，碳点的光降解能力与其加入量有密切关系，随着加入量的增加，降解效率呈现出先上升后下降的趋势，这是因为碳点的增加会产生更多的羟基自由基，而当碳点加入过量时，可能导致溶液混浊，阻挡了光的照射，对表面活性位点吸附染料及对光的吸收产生影响，从而会使降解速率降低。将纳米金刚石与碳点共用，I摘要可以小幅提高其光降解能力，这可能是因为制备出的碳点与纳米金刚石复合，会增大表面积，有很强的表面活性，更好地吸附亚甲基蓝分子，增强碳点的光催化性能。（3）利用模式生物秀丽隐杆线虫作为研究对象，

6、以低反应物浓度低尿素比例下制备的碳点喂食线虫并培养，在荧光显微镜下发现通过改变不同的激发波长，碳点可以在线虫体内实现多色荧光成像，并体现出明显的激发波长依赖性。作为一种重要的碳材料，碳点在多个领域有良好的应用前景，制备具有优良性能的碳点并研究其应用具有重要的意义，也促使人们投入大量精力开展制备及其性能研究。本工作相关研究内容仍需进一步深入研究，并有望获得更好的成果。关键词：碳点，微波制备，纳米金刚石，光催化降解，荧光成像IIAbstractTheresearchonpreparationandpropertiesofnanocarbonstruct

7、uressynthesizedbymicrowaveAbstractAsanewmemberofnanocarbonfamily,carbondothasobviousadvantages,suchaslowcytotoxicity,strongchemicalinertia,lowphotobleachingrate,convenientpreparation,stablefluorescenceperformanceandadjustableemissionlight,etc.Therefore,theyhaveshowngreatpotent

8、ialinmanyfieldsofapplication,suchasbiochemicalsensing,imaging