鹵化氧鉍-氮雜石墨烯量子點(diǎn)功能納米復(fù)合材料的制備及其光電化學(xué)傳感應(yīng)用研究.pdf

1、本論文將制備的氮雜石墨烯量子點(diǎn)（NGQDs）與鹵化氧鉍（BiOX，X=Br，I）材料進(jìn)行復(fù)合，得到了具有良好光電化學(xué)性能的BiOX/NGQDs功能納米復(fù)合材料；光電化學(xué)性能研究表明：NGQDs的引入，改善了BiOX納米材料的光電化學(xué)活性和穩(wěn)定性；進(jìn)一步基于BiOBr/NGQDs和BiOI/NGQDs良好的光電化學(xué)性能，分別構(gòu)建了靈敏檢測生物分子谷胱甘肽和農(nóng)藥毒死蜱的光電化學(xué)傳感平臺，取得了一些創(chuàng)新性和有價值的研究結(jié)果。具體內(nèi)容如下：

2、r>　　1、采用快速、綠色、簡單的常壓熱裂解法，以檸檬酸銨為單一起始原料，制得了NGQDs，并通過各種手段對其進(jìn)行了表征。透射電子顯微鏡（TEM）、高分辨率TEM（HRTEM）和原子力顯微鏡（AFM）等形貌分析發(fā)現(xiàn)，所制備的NGQDs粒徑在1~5 nm范圍內(nèi)，厚度約為3 nm；同時制備的NGQDs結(jié)晶度好，其0.20 nm的晶格結(jié)構(gòu)與石墨碳源相一致，說明熱裂解反應(yīng)后，檸檬酸銨被碳化為石墨烯量子點(diǎn)（GQDs）。X射線光電子能譜（XPS）和

3、傅里葉紅外光譜（FT-IR）等譜學(xué)實驗證實N原子被成功引入到GQDs中，紫外（UV-vis）和熒光（PL）等譜學(xué)實驗表明所制備的NGQDs具有良好的紫外和熒光性能；與GQDs相比，NGQDs的熒光峰藍(lán)移了18 nm，這也再次表明N原子被成功摻雜入GQDs中。
　　2、以乙二醇為溶劑，Bi(NO3)3·5H2O和十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）分別為鉍源和溴源，與制備的 NGQDs混合，采用溶劑熱法制備了一系列NGQDs含量不同的B

4、iOBr/NGQDs納米復(fù)合材料。拉曼（Raman）、XPS、X射線衍射（XRD）和FT-IR等譜學(xué)實驗證實NGQDs與BiOBr被成功復(fù)合。TEM和 HRTEM等形貌分析發(fā)現(xiàn)，NGQDs均勻分布在BiOBr納米片上，呈現(xiàn)片上載點(diǎn)的形貌，且復(fù)合材料中的 NGQDs和 BiOBr均具有良好的結(jié)晶度。BiOBr納米片和BiOBr/NGQDs納米復(fù)合材料光電化學(xué)（PEC）性能對比研究表明：BiOBr/NGQDs納米復(fù)合材料的光電流強(qiáng)度是BiO

5、Br的3.3倍，說明NGQDs的引入，增強(qiáng)了BiOBr的PEC信號?；贐iOBr/NGQDs納米復(fù)合材料優(yōu)異的光電化學(xué)性能，構(gòu)建了谷胱甘肽（GSH）PEC傳感平臺。GSH可以大量消耗價帶上的空穴，有效降低電子-空穴對的重組，增大光電流，從而實現(xiàn)了對GSH的超靈敏檢測。GSH濃度在5~800μM的范圍內(nèi)與光電流強(qiáng)度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系（線性相關(guān)系數(shù)：R2=0.993），檢出限低至1.7μM(S/N=3)。同時以BiOBr/NGQDs納米復(fù)

6、合物為光催化劑，考察其光催化降解羅丹明B（RhB）發(fā)現(xiàn)：可見光光照1 h后，RhB降解率達(dá)到100％，說明該材料具有良好的光催化活性。
　　3、以Bi(NO3)3·5H2O和KI分別為鉍源和碘源，乙二醇為溶劑，與制備的 NGQDs混合，采用一步溶劑熱法，制備了中空狀BiOI/NGQDs納米復(fù)合微球。XRD、FT-IR和 XPS等表征結(jié)果證實NGQDs被成功摻雜到BiOI微球中；掃描電子顯微鏡（SEM）和氮?dú)馕?脫附實驗（BET）

7、證明，所制備的材料是中空狀微球結(jié)構(gòu)，且NGQDs摻雜量影響著中空狀微球的孔徑大小；進(jìn)一步探究了由NGQDs所引起的中空微球結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理?？疾?NGQDs不同摻雜量的BiOI/NGQDs納米微球的PEC性能發(fā)現(xiàn)，NGQDs與BiOI的投料質(zhì)量比為0.07時，所形成的BiOI/NGQDs的光電化學(xué)性能最優(yōu)；進(jìn)一步以該納米復(fù)合微球為傳感界面，基于 Bi3+與毒死蜱中 C=N和P=S鍵之間的螯合作用，構(gòu)建了超靈敏、高選擇檢測農(nóng)藥毒死蜱的光電化