具有特殊結(jié)構(gòu)的金屬硫化物納米材料的可控合成及其性能.pdf

1、金屬硫化物納米材料具有新穎的光、電等特殊性質(zhì)，這使得它們?cè)谠S多方面具有潛在的應(yīng)用，例如在太陽能電池、鋰離子電池、生物探針、生物醫(yī)學(xué)、光學(xué)材料等方面。由于它們具有較強(qiáng)的理論研究?jī)r(jià)值以及潛在應(yīng)用，金屬硫化物納米材料得到了廣泛的關(guān)注并成為了研究的熱點(diǎn)。研究表明，金屬硫化物納米材料的結(jié)構(gòu)對(duì)材料的性質(zhì)具有很大的影響，如何可控合成具有特殊結(jié)構(gòu)的納米材料以及研究組成、形貌與其性質(zhì)之間的關(guān)系成為當(dāng)今國(guó)際研究的前沿。本論文，通過研究合成方法，提出了一系列

2、水溶性硫化物量子點(diǎn)(QDs)以及特殊形貌的硫化銅納米分級(jí)組裝結(jié)構(gòu)的可控合成新方法并研究了它們的合成機(jī)理以及結(jié)構(gòu)對(duì)性質(zhì)的影響;認(rèn)識(shí)到不同晶型的CuS QDs對(duì)細(xì)胞增殖的抑制作用不同，所得到的結(jié)果為其應(yīng)用于特異性治療癌癥提供了參考;通過研究特殊形貌的硫化銅納米分級(jí)組裝結(jié)構(gòu)的電化學(xué)性能以及對(duì)染料和重金屬離子的吸附，認(rèn)識(shí)到它們可以作為析氧反應(yīng)(OER)的催化劑并且對(duì)環(huán)境污染物有較好的吸附性能，并研究了結(jié)構(gòu)與其性能的相關(guān)性。
　　主要研究工

3、作包括:
　　1、通過未見文獻(xiàn)報(bào)道的兩步水解法可控合成了無定型及晶型水溶性的CuS QDs并研究了它們的生物學(xué)性質(zhì)。QDs具有很小的尺寸，這使得它們具有一些特殊的優(yōu)良性質(zhì)，引起了廣泛重視，但如何可控制備水溶性QDs仍面臨著挑戰(zhàn)。本論文可控合成了無定型及晶型水溶性的CuS QDs，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了表征和研究。結(jié)果表明，無定型及晶型的CuS QDs具有較小的尺寸，平均粒徑分別為2.7 nm和3.3 nm，不僅具有很好的熒光性且能夠穩(wěn)定

4、存在于水以及生理溶液中。通過細(xì)胞生物學(xué)的方法測(cè)定了它們對(duì)人宮頸癌細(xì)胞(Hela細(xì)胞)、人肝癌細(xì)胞（HepG2細(xì)胞）、腹水瘤細(xì)胞（S180細(xì)胞），以及倉(cāng)鼠正常細(xì)胞(V79-4細(xì)胞)的抗增殖活性。結(jié)果表明，這兩種QDs對(duì)癌細(xì)胞活性的抑制率高達(dá)90％而對(duì)正常細(xì)胞活性的最大抑制率不足50％，這兩種QDs均能夠顯著抑制癌細(xì)胞的增值，而對(duì)正常細(xì)胞活性的抑制作用較弱，而且無定型CuS QDs對(duì)癌細(xì)胞的抗增殖活性明顯優(yōu)于晶型CuS QDs。通過激光共聚

5、焦顯微鏡、流式細(xì)胞儀分析對(duì)抗增殖活性的本質(zhì)進(jìn)行了研究，量子點(diǎn)通過進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部引起細(xì)胞的凋亡和壞死。
　　2、基于水解方法合成了一系列硫化物QDs并對(duì)產(chǎn)物的晶型、尺寸、組成以及性質(zhì)進(jìn)行了表征。進(jìn)一步通過兩步水解法分別合成了CdS、ZnS以及CuS/ZnS等QDs，表明該水解法有較廣的適用性。結(jié)果表明，合成的QDs的尺寸很小均在10 nm以下，這些QDs均具有熒光性質(zhì)且能穩(wěn)定存在于水溶液中。細(xì)胞活性研究表明這三種量子點(diǎn)對(duì)Hela細(xì)胞的

6、抗增殖活性不同。
　　3、通過簡(jiǎn)便的水浴方法合成了具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的多孔蒲公英狀納米組裝的硫化銅，研究了它們的電化學(xué)性質(zhì)以及對(duì)水溶液中污染物的吸附。結(jié)構(gòu)對(duì)性質(zhì)具有極大的影響，具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)具有一些特殊的性質(zhì)，結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系是近幾年研究的熱點(diǎn)，然而設(shè)計(jì)合成具有良好性質(zhì)的納米分級(jí)組裝結(jié)構(gòu)仍面臨著挑戰(zhàn)。基于此本文制備了多孔蒲公英狀的硫化銅納米分級(jí)組裝結(jié)構(gòu)，對(duì)其組裝結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了表征并對(duì)其生長(zhǎng)過程進(jìn)行了研究。結(jié)果表明它們的粒徑約為

7、1.5μm,由很小的納米顆粒自組裝而成，且它們具有熒光性。通過研究該分級(jí)結(jié)構(gòu)作為OER催化劑的催化性能以及對(duì)亞甲基藍(lán)、羅丹明B、甲基橙、Cd2+的吸附能力發(fā)現(xiàn)該樣品是一種較好的OER催化劑，催化能力與商業(yè)Pt/C(20 wt％)相近，通過靜電作用對(duì)水中的污染物有很好的吸附。
　　4、一鍋簡(jiǎn)便合成了具有分級(jí)結(jié)構(gòu)的類似楊梅狀的硫化銅，對(duì)其形貌和性質(zhì)進(jìn)行了表征并研究了它們的電化學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明它們的粒徑約為1μm，由很小的納米顆粒自組裝