量子點(diǎn)-光子晶體復(fù)合材料的制備及傳感分析應(yīng)用研究.pdf

1、CdTe量子點(diǎn)表面具有豐富的活性基團(tuán)，容易對(duì)外界化學(xué)刺激產(chǎn)生響應(yīng)；凝膠光子晶體具有光子帶隙結(jié)構(gòu)，對(duì)外界化學(xué)刺激的響應(yīng)表現(xiàn)為Bragg衍射波長(zhǎng)的改變。本研究創(chuàng)新性地借助聚合反應(yīng)使CdTe量子點(diǎn)牢固地嵌入到凝膠光子晶體的三維面心立方結(jié)構(gòu)中，制得了CdTe量子點(diǎn)/光子晶體復(fù)合材料，然后利用該復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)機(jī)金屬離子及有機(jī)藥物分子的快速靈敏檢測(cè)。本研究不僅提供了一種制備CdTe量子點(diǎn)/聚苯乙烯光子晶體復(fù)合材料的新方法，還發(fā)展了該材料在分析傳

2、感方面的應(yīng)用。
　　本論文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下三個(gè)方面：
　　1、將水相合成法制備的巰基丙酸修飾的CdTe量子點(diǎn)與丙烯酸、丙烯酰胺、過(guò)硫酸銨、N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺等水凝膠前驅(qū)液混合后填入聚苯乙烯光子晶體模板中，引發(fā)交聯(lián)聚合，得到CdTe量子點(diǎn)/光子晶體復(fù)合材料。采用掃描電鏡（SEM）、光纖光譜儀、固體熒光分光光度計(jì)對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了表征，結(jié)果表明該材料既具有光子晶體的三維面心立方結(jié)構(gòu)和光子帶隙特征，又具有CdTe量子點(diǎn)

3、的熒光性能。隨后考察了摻雜不同粒徑以及不同含量的CdTe量子點(diǎn)對(duì)光子帶隙性質(zhì)的影響，結(jié)果表明隨著量子點(diǎn)粒徑或含量的增大，光子帶隙位置逐漸紅移。
　　2、利用CdTe量子點(diǎn)表面修飾的巰基和羧基與無(wú)機(jī)金屬離子之間的配位作用，實(shí)現(xiàn)了CdTe量子點(diǎn)/光子晶體復(fù)合材料對(duì)Cu2+的分析傳感應(yīng)用。研究結(jié)果表明，當(dāng)CdTe含量為0.02g、溶液pH為5.0時(shí)，復(fù)合材料對(duì)水溶液中Cu2+的響應(yīng)性最強(qiáng)，且Cu2+濃度在1.0×10-9 M-1.0×1

4、0-2 M范圍內(nèi)，光子晶體衍射峰的變化值與Cu2+的濃度呈現(xiàn)函數(shù)關(guān)系，方程為Δλ=6.8logc+76，其線性相關(guān)系數(shù)為0.97。此外，比較了未摻雜CdTe量子點(diǎn)、摻雜CdTe量子點(diǎn)以及摻雜巰基丙酸的三種凝膠光子晶體在相同條件下對(duì)Cu2+的傳感，結(jié)果表明傳感的實(shí)現(xiàn)是基于CdTe量子點(diǎn)的表面效應(yīng)使其表面裸露的巰基和羧基與Cu2+發(fā)生了配位作用。
　　3、因?yàn)镃dTe量子點(diǎn)表面巰基及羧基還可以與有機(jī)藥物分子中的羧基、仲胺、羰基等形成大