多功能復合納米材料的制備及其光分析應用研究.pdf

1、納米材料具有獨特的化學、物理和生物性能，引起了人們的極大關注。多功能復合結構納米材料能夠將不同功能的納米材料整合到一個納米器件中，從而為現(xiàn)代工業(yè)、生物醫(yī)學和分析化學的發(fā)展提供新材料和新能源。本論文主要在多功能復合納米材料的設計、制備及其在光分析應用方面開展了一些研究工作。首先改變酚醛樹脂納米顆粒的制備條件，設計和制備了一系列具有熒光共振能量轉移(FRET)功能的光學探針，并分別應用于環(huán)境中重金屬離子、生物分子的檢測及腫瘤細胞的治療等。此

2、外，通過將PtCo雙金屬合金納米顆粒負載在石墨烯表面，極大的提高了以石墨烯為基質的載有雙合金結構的復合納米材料在魯米諾化學發(fā)光體系中的催化性能，該種新穎的化學發(fā)光體系可用于葡萄糖的靈敏檢測。具體工作如下：
　　 1、在已有的制備酚醛樹脂(PFR)納米顆粒的基礎上，調控制備PFR納米粒子前驅體之間的比例，從而制備出粒徑和紫外吸收光譜可調的PFR納米粒子。為了在PFR納米顆粒表面引入氨基功能團，運用聚合物電解質功能化修飾FPR納米粒

3、子。最終，通過羧基和氨基的偶聯(lián)反應，將巰基乙酸包覆的CdTe量子點修飾到PFR納米粒子表面。這樣，我們制備了分別以CdTe量子點和PFR納米粒子為供體和受體對的熒光共振能量轉移復合納米結構的探針。該多重功能復合納米材料對環(huán)境中存在的Cu2+具有靈敏的響應效果，從而建立了一種可視化檢測Cu2+的新方法。
　　 2、制備粒徑均勻的Fe3O4磁性納米顆粒并將其與制備PFR納米粒子的前驅液混合，我們制備出能夠發(fā)射綠色熒光Fe3O4@PF

4、R磁性復合納米球。通過在PFR納米殼層表面修飾聚合物電解質，改變了Fe3O4@PFR納米球表面電荷性質。表面帶有正電性的Fe3O4@PFR納米顆粒能夠強烈吸附檸檬酸穩(wěn)定的Au納米顆粒，從而制備了一種具有磁和熒光雙重功能的Fe3O4@PFR@Au復合納米球。不僅如此，該材料還具有良好的生物相容性。巰基化合物與Au納米粒子間具有強烈的相互作用，因而制備的Fe3O4@PFR@Au納米球對生物樣品中存在的巰基化合物具有靈敏的光學響應，從而將其應

5、用到細胞中硫醇分子的檢測和細胞成像等。
　　 3、預處理制備酚醛樹脂納米顆粒的前驅液，能夠將密實結構的Ag@PFR納米顆粒轉換成內部具有多孔道的獨特結構。當混合PFR納米溶膠和氯金酸鹽后，PFR納米顆粒中存在的大量的羥基官能團能夠直接將進入其內部的氯金酸根離子還原成Au納米顆粒。因而，在不需要任何外加還原劑和穩(wěn)定劑的條件下我們制備了Ag@Au@PFR多層核殼結構的復合納米材料。隨著加入的氯金酸鹽濃度的增加，甚至可以在PFR納米顆

6、粒內表面直接形成性能穩(wěn)定的金納米層。與之前報道的關于制備Au納米層的方法相比，該方法不需要預先吸附任何晶種，具有更加穩(wěn)定的光學性能和重復性。此外，由于在PFR納米顆粒表面進一步修飾了對腫瘤細胞具有特異響應的葉酸分子，整個復合納米材料對腫瘤細胞具有很好的誘捕效果。最后，這種簡單制備的具有良好的生物相容性、優(yōu)良的熒光特性和對腫瘤細胞具有特異性響應的多重功能的復合納米材料被用于腫瘤細胞的光熱治療。
　　 4、利用乙二醇(EG)功能化修

7、飾的氧化石墨烯片層對Pt、Co等離子強烈的吸附作用，我們用簡單的還原方法制備了以PtCo合金修飾的石墨烯復合結構納米材料。該材料結合了PtCo合金和石墨烯的雙重結構特點，能夠強烈地催化魯米諾化學發(fā)光體系。在一定的濃度范圍內，過氧化氫(H2O2)的濃度與化學發(fā)光的強度呈良好的線性關系。與報道的其他檢測H2O2的方法相比，該種以石墨烯為基質的載有PtCo合金的復合結構納米材料所構建的化學發(fā)光方法能夠更加靈敏的檢測H2O2的存在。同時，通過間