摻雜型石墨相氮化碳和GQDs的制備及分析應(yīng)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(shè)備以及能源催化等各個領(lǐng)域。本論文以石墨相氮化碳與石墨烯量子點(diǎn)為例，研究它們的制備及其傳感應(yīng)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(jié)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(diǎn)，利用其與稀土離子鉺或鐠結(jié)合形成的復(fù)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(gòu)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(nèi)容如下：
　　1、以三聚氰胺、硼酸和硫化鉬為原料，通過高溫?zé)峋酆系姆绞胶铣膳鹆蚬矒诫s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(jié)構(gòu)以及熒光性能進(jìn)行了表征，研究發(fā)現(xiàn)帶負(fù)電荷的CNBS和Hg2+對卟啉（TMPyP）與 Co2+的結(jié)合具有良好的催化作用。采用電鏡、Zeta電位及內(nèi)濾效應(yīng)校正等手段研究了CNBS和

3、Hg2+對卟啉和Co2+結(jié)合的協(xié)同催化作用機(jī)理，即CNBS與Hg2+先進(jìn)行結(jié)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(fù)合物，扭曲卟啉環(huán)使之變形，這種結(jié)構(gòu)有利于 Co2+從背面進(jìn)攻進(jìn)入卟啉空腔形成鈷卟啉從而猝滅卟啉的熒光?；谶@一原理，實(shí)現(xiàn)了Hg2+的靈敏檢測，檢測限低至0.37 nM。
　　2、構(gòu)建了一種基于 GQDs/Er3+復(fù)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(tuán)結(jié)合，從而組裝到GQDs表面形成GQDs/Er3+復(fù)合物，導(dǎo)致 GQDs聚集而熒光猝滅；當(dāng)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(jié)合，與GQDs表面的羧酸基團(tuán)發(fā)生競爭作用，導(dǎo)致GQDs/Er3+復(fù)合物解體，使得GQDs重新分散到溶液中而熒光恢復(fù)。GQDs的熒光恢復(fù)程度與凝血酶的濃度呈正相關(guān)，據(jù)此可實(shí)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(shí)了以上凝血酶檢測的機(jī)理。本

5、方法構(gòu)建的納米傳感器不需要對 GQDs的表面進(jìn)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(guān)到開即可實(shí)現(xiàn)凝血酶的定量分析。此外，為了進(jìn)一步驗(yàn)證稀土離子與 GQDs形成的復(fù)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(fù)合物探針對凝血酶的檢測。結(jié)果表明，凝血酶的加入也能使得GQDs/Pr3+復(fù)合物解體，導(dǎo)致GQDs熒光恢復(fù)實(shí)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(shí)也證明了稀土離子與 GQDs形成的復(fù)合物探針的普適性，這也為復(fù)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(gòu)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(nèi)濾效應(yīng)，導(dǎo)致 GQDs的熒光猝滅。當(dāng)加入谷胱甘肽之后，會使得PHB