曹雷[1]2004年在《纳米碳管/稀土酞菁复合材料的制备与光电性能研究》文中研究表明本文综述了纳米碳管／有机(聚合物)半导体复合光电功能材料的制备与应用的研究进展，并介绍了基于纳米碳管的复合材料在红外探测领域的应用。光致电荷转移可显着提高载流子的解离、传输效率，是优化光电功能器件性能的有效途径。通过分子设计和复合材料凝聚态结构的剪裁、调控可显着提高光致电荷转移效率。本论文以共混掺杂、毛细管浸润填充、相分离模板自组装和电泳沉积法制备了纳米碳管／稀土酞菁有序复合材料，并研究了其光电性能。 通过化学修饰制备了接枝十二胺的纳米碳管，其在溶液中的分散性和与聚合物的相容性有了明显改善。制备了酞菁氧钛／纳米碳管复合光电导材料，并以其为载流子产生层制备双层感光体，通过光致放电法研究了其光电导性能，复合材料的光敏性在全波长范围内比单一的酞菁氧钛有了很大提高，当掺杂纳米碳管重量比达到6％时，复合材料的光敏性达到最佳，在570nm处(E_(1/2))~(-1)达到10μJ~(-1)cm~2，比纯酞菁氧钛提高了5倍。XPS光电子能谱测试表明，掺杂纳米碳管后酞菁氧钛发生了由苯环向中心氧原子的分子内电荷转移，钛菁氧钛更易被激发形成电荷转移激子，这是光电导性能提高的主要原因。由酞菁氧钛到纳米碳管的分子间光致电荷转移作用提高了酞菁氧钛光生载流子的解离效率，是光电导性能优化的另一原因。 具有大面积界面、分子级紧密接触的电子给体—受体复合体系有利于光致电荷转移作用的发生，从而提高复合材料的光电性能。以毛细管浸润填充法制备了酞菁铒／纳米碳管一维复合物，通过调节溶液浓度、浸润时间和纳米碳管管径可以使酞菁铒以纳米晶、纳米棒和纳米线填充在纳米碳管中。这类一维复合材料在近红外区有良好的光敏性。以纳米碳管为模板通过相分离法制备了具有核／壳结构的纳米碳管／酞菁铒杂化纳米线。通过调节酞菁铒浓度可制备以纳米碳管为模板的酞菁铒的纳米晶和纳米线。以核／壳纳米线为载流子产生材料制备了双层感光体，其光电导性能比纯酞菁铒有了很大提高，在762.5nm处(E_(1/2))~(-1)达到0.833μJ~(-1)cm~2，为酞菁铒的4倍多。UV-Vis吸收光谱表明酞菁铒与纳米碳管间形成了电荷转移络合物，激发态时两者间的光致电荷转移是光电导性能优浙王〔大学博d匕学位论文摘要化的主要原因。 通过真空蒸镀制备了酞着礼和酞着饵薄膜，研究了基片温度、沉积时间对薄膜形貌、晶体结构和光谱响应的影响。低基片温度制备的酞着礼和酞着饵薄膜呈球形颗粒状晶体，结晶度较低;随着基片温度升高，晶体尺寸和结晶度增大，当基片温度100oC时，酞着礼和酞菩饵呈纺锤状晶体，并有较高的结晶度，晶体平行于基片方向取向。真空蒸镀制备的酞着礼和酞菩饵薄膜在可见光和近红外区都有较高光敏性，表明稀土酞着可用于制备薄膜型红外探测器。 稀土酞着在酸性溶液中易被质子化，质子化的分子在外加电场作用下可定向迁移，以电泳沉积法在导电玻璃和硅片上制备了酞着扎薄膜，研究发现通过调节沉积时间、电场强度和溶液浓度可调控酞蓄礼薄膜的聚集态结构。随着沉积时间的延长，可使酞着礼以纳米晶、纳米线、微米棒和微米线沉积在基片上;通过调节电场强度，可实现对纳米线和微米线取向的调控，还可以制备Y型分叉结构的微米线。研究了施加外场一磁场时酞着礼的电化学沉积行为，发现当磁场方向平行于基片时有利于形成酞着礼的微米线阵列。通过紫外一可见光一近红外吸收光谱研究了酞着礼薄膜的光响应性。以X射线衍射表征了薄膜的晶态结构。通过真空蒸镀在酞着礼薄膜上沉积了N型有机半导体花四酸配，制备了P一N结有机太阳能电池，研究了其光伏特性，酞着礼微米线阵列垂直于基片时器件表现出比微米线平行于基片时更大的光电流，载流子的传输通道和传输方向一致是器件性能优化的主要原因。研究了酞普礼薄膜的电致变色性质，H聚体一J聚体的转变是产生这一现象的原因。以电泳沉积制备了纳米碳管薄膜，以溶液浸涂法制备了纳米碳管/酞着礼复合膜。复合膜中酞着扎自组装为纳米棒，垂直于基片取向，与纳米碳管形成了连续互穿网络复合结构，这一复合膜具有较强的近红外光响应性。 本论文研究了纳米碳管/有机半导体复合材料的制备及其光电性能，对于制备基于纳米碳管/有机半导体复合材料的光电子器件有一定的理论意义。
许华兵[2]2005年在《稀土酞菁纳米有序复合光电功能材料的制备》文中研究表明本论文综述了近年来碳纳米管有机化学修饰的最新进展,介绍了氧化铝多孔膜在一维纳米材料以及功能器件制备上的应用。 合成了叁明治型稀土酞菁和氨基取代稀土酞菁,探讨了其纯化方法,并采用柱层析的方法对其进行了提纯。通过元素分析、紫外可见吸收光谱、红外吸收等手段对合成物质的化学结构及其纯度进行了表征。 通过氨基稀土酞菁接枝混酸处理的含羧基功能团的碳纳米管,制备了稀土酞菁共价键修饰的碳纳米管/稀土酞菁纳米复合材料,通过红外吸收光谱和示差扫描量热法证明了稀土酞菁是通过氨基与羧基反应生成的酰胺键接枝到碳管上的,且接枝率可达到2倍于碳管的质量。采用紫外可见光吸收谱和拉曼光谱研究了稀土酞菁化学修饰的碳纳米管复合材料中酞菁与碳管之间的电子相互作用,发现存在着由酞菁环向碳管的电荷转移。透射电镜表征发现稀土酞菁分子大多呈一节一节状周期性包覆在碳管壁上。 通过阶梯降压法制备了原位通孔的氧化铝多孔膜模板,避免了传统方法在制备通孔氧化铝多孔膜时繁琐的步骤,并采用直流电泳沉积的方法制备了酞菁铜纳米线阵列,场发射扫描电镜和透射电镜分别表征了纳米线阵列和纳米线形貌,发现纳米线表面平滑,长度及直径分布均匀。并通过X射线弥散能谱分析证明纳米线是由酞菁铜构成的,X射线衍射表明电泳沉积制备的酞菁铜纳米线为多晶。制备了以酞菁铜纳米线/氧化铝多孔膜为光生层的双层光导体原型器件,初步探讨了其光敏性,发现其半衰曝光时间T_(1/2)可低到0.38秒。 为了达到能进行电泳沉积的目的,合成了带有易质子化原子的吡啶-苝酰亚胺,元素分析、红外分析证明了产物的组成及纯度。通过电泳共沉积在ITO透明导电玻璃上制备了稀土酞菁/吡啶苝酰亚胺纳米复合薄膜,通过紫外吸收光谱、扫描电镜初步探讨了两者浓度差异对复合膜组成的影响,发现稀土酞菁由于含有更多的易质子化氮原子而具有比吡啶-苝酰亚胺更大的沉积速率。
周汉波[3]2004年在《电化学方法制备酞菁功能薄膜及其形态调控》文中研究表明本论文综述了纳米材料以及其一维结构的发展、种类、独特的纳米效应及其纳米材料的制备和应用，介绍了电化学方法在制备纳米材料中的应用和纳米碳管，酞菁化合物在红外探测器方面的独特性能。 本文首先合成了酞菁氧钛和叁明治结构的酞菁铕，并对这两种物质和酞菁铜分别进行了提纯。通过元素分析，红外吸收光谱，紫外-可见光谱对合成的物质进行了表征，结果证明合成物质及其纯度达到了要求。 通过对酞菁类材料的循环伏安和质子化过程的分析，提出了酞菁类材料能够进行电化学沉积的理由：被叁氟乙酸质子化的酞菁分子可以在电场驱动下沉积在电极上。因此，酞菁氧钛，酞菁铕和酞菁铜溶液可在电场的作用下进行沉积，在负极的ITO玻璃上得到了它们的薄膜，并可通过改变溶液的浓度和电沉积时间，得到纳米线、微米棒等不同形态的薄膜。 用扫描电子显微镜(SEM)考察了酞菁铕薄膜的形态，在不同的沉积时间和不同的溶液浓度下，可以控制得到纳米线和微米棒，并随着沉积时间的增长，酞菁铕薄膜由纳米线变为微米棒，并且线和棒的平均宽度逐步变大。采用XRD和吸收光谱分析其晶体结构，发现随着时间增长，酞菁铕的晶型由无定型向结晶转变并且变化越来越明显。通过分析比较，酞菁铕在薄膜和溶液状态中紫外-可见吸收光谱，结合激子模型，研究了酞菁铕薄膜的聚集态结构，发现沉积得到的酞菁铕为H-聚集体。对酞菁铕薄膜进行了磁场和热处理，发现这两者对薄膜形态的影响不明显。对于酞菁铕薄膜的Ⅰ-Ⅴ性能和红外性能也进行了初步研究。 用原子力显微镜(AFM)考察了酞菁氧钛薄膜的形态，发现随着沉积时间增长，聚集体的形态从球状变为椭圆体。XRD和紫外-近红外光谱分析表明，随着沉积时间的增长，酞菁氧钛由不定型变为α-TiOPc为主的晶体，而α-TiOPc是在近红外感光性能较好的一种晶型。 本文还探讨了酞菁铕，酞菁铜，酞菁氧钛的分子结构对其聚集态结构的影响。 最后，本论文还对多壁纳米碳管成功地进行了电化学沉积，并在硅基上实现了通过电化学沉积钛菁铕对硅基进行表面修饰。
詹红兵[4]2003年在《无机基金属酞菁复合固态光限幅材料制备与光谱学性能研究》文中指出自1960年问世以来，激光在军事、医学、测量、化学、材料加工、材料制备等诸多领域获得了广泛应用。但随大能量、高功率、短脉冲激光器的日益增多，激光伤害人眼和光学仪器的现象也随之增多，激光威胁已成为不容忽视的现实问题，激光防护材料和激光防护器件也因而成为当今的热门课题。 金属酞菁配合物是一种具有16个π电子的大环配合物。因其骨架结构特征和可通过选择中心离子、轴向配体和在酞菁环上引入功能性取代基等方法进行分子筛选与组装得到具有特殊的物理化学性质和光、电、催化等功能的材料，而引起化学家和材料学家的浓厚兴趣。其中尤为引人注目的是酞菁的非线性光学效应。研究表明，酞菁配合物在可见及近红外波段具有良好的非线性光限幅性能。但目前多数的工作是在各种有机溶液中进行的。而从实用化的角度来看，选择理化性能稳定、光学性能好的无机介质作为金属酞菁配合物的载体，不仅对酞菁本身的稳定性，而且对实现酞菁分子的材料化进而器件化有重要意义。 本文综述了基于非线性理论光限幅材料的研究进展、前景和面临的主要问题。利用溶胶-凝胶湿化学工艺将金属酞菁配合物均匀掺入二氧化硅凝胶玻璃基质，实现了有机活性分子在无机基质中的分子水平复合和结构调控，并提出了解决掺杂酞菁在复合体系中二聚化问题的技术途经，以期获得兼具二者协同优化特征的新型功能复合材料。着重研究了无机基复合金属酞菁材料的制备技术及其成分、结构与光谱学性能的关联、影响和控制规律，并以光限幅性能为应用背景拓展研究，取得了一系列重要结论和创新性成果，为制备新型高效有机／无机复合光限幅材料提供了理论依据和物质基础。 应用孔结构测试技术，系统地研究了不同溶胶-凝胶工艺条件下SiO_2凝胶玻璃孔结构的变化规律，实现了对无机基质的裁剪与设计，并依据此结果成功地设计了适合酞菁掺杂的凝胶玻璃基质配方。确证通过调整催化剂和溶剂的种类及控制干燥化学试剂的添加，可以改变水解和缩聚反应的相对速率，有效实现对硅氧凝胶玻璃基质孔结构的裁剪与设浙江大学博士学位论文计。发现催化剂的选择对基质凝胶孔的形状、孔径分布和透明性均有较大影响:HCI催化的样品，透明度最高，然孔径太小(小于Inm);HF催化的样品，凝胶孔为两端都开放的管状毛细孔，孔径太大(大于IOnm)，透明性不够好。二者均不宜用于酞着的掺杂。HCI/HF混合催化的样品，凝胶孔为细颈广体的管状孔，孔径分布合理(5一snm)，有利于酞着的掺杂和保护，且透明性良好，为制备酞着掺杂复合凝胶玻璃的较佳催化剂。溶剂的选择对基质凝胶孔的形状基本没有影响，但对其孔径分布有较大影响:在HF/HCI混合酸催化情况下，DMF溶剂的样品孔径最小，DMF/乙醇混合溶剂的其次，乙醇溶剂的样品孔径最大。DMF作为控制干燥化学试剂的引入，能有效降低样品开裂、翘曲变形的几率。因此，DMF/乙醇混合溶剂为制备酞着掺杂复合凝胶玻璃的较佳溶剂。依此结果，成功地设计了适合酞着掺杂的凝胶玻璃基质配方。 鉴于酞普的二聚化是影响其非线性性能和光限幅效应的重要因素，应用紫外一可见吸收光谱(UV/Vis)测试技术，跟踪研究了复合体系在溶胶一凝胶转变过程中酞蓄二聚化的产生机理、主要影响因素和变化规律，提出了可能有效抑制二聚的技术途径。确证复合体系中酞着分子极易通过范德化力或二键形成面一面共扼二聚体，并由于激子的分裂在紫外一可见吸收光谱中出现一个相对单体吸收峰兰移的二聚体吸收峰。探明了酞着的分子结构对其谱学特征和二聚行为的影响:水溶性磺酸基的引入有助于改善酞着的溶解性，实现其与溶胶一凝胶体系的稳定互溶，在谱图中表现为较为尖锐的吸收峰，使酞着均匀掺杂复合材料的制备成为可能;非水溶性的酞着难以实现其与溶胶一凝胶体系的稳定互溶，尽管在溶胶一凝胶的初期可以实现均匀分散，但在后期严重团聚，在谱图中表现为弥散的吸收峰;取代基包括轴向取代基和周环取代基的引入，其空间位阻效应将增大酞着环之间的距离，降低酞着分子之间的相互作用力而使其二聚化趋势相对减弱。揭示了通过对酞管分子结构的合理设计和修饰以制备均匀掺杂并以单体形式存在的酞警复合材料的重要性。研究同时发现，在体系溶胶一凝胶的转化过程中，有两个主要因素将影响掺杂其中酞着分子的谱学特征和二聚化行为:一是残余溶剂的减少和溶剂中水/醇比的相对提高，会加剧酞着的二聚化;二是凝胶孔的“笼化，，效应，在一定程度上可以抑制酞着分子的迁移、减少相互碰撞的几率，无机基金属酞着复合固态光限幅材料制备与光谱学性能研究从而降低其二聚化。因此，可以调整溶胶一凝胶工艺参数，通过对基质的设计实现对酞着二聚行为的调控，强化凝胶孔的“笼化，，效应以有效抑制二聚。表明复合体系中物理掺杂酞着谱学性能和二聚行为的宏观可调控性，物理掺杂工艺不失为一种制备有机/无机复合材料的简便、可行方法。 基于原位合成的思路，应用紫外一可见吸收光谱(UV/VIS)、红外光谱(IR)、元素分析等测试技术系统地研究?
许华兵, 陈红征, 白茹, 张孝彬, 汪茫[5]2005年在《稀土酞菁化学修饰竹节状的多壁碳纳米管》文中提出采用氨基稀土酞菁与纯化的竹节状碳纳米管发生酰胺反应的方法制备了稀土酞菁化学修饰的碳纳米管,并采用红外吸收光谱和热分析方法对产物的化学结构进行了表征,证明了复合体系中酰胺反应的发生。紫外可见光谱分析表明稀土酞菁与碳纳米管间存在强烈的电子相互作用。通过透射电镜观察化学修饰后的碳纳米管的形貌特征时,发现稀土酞菁大多呈竹节状分布在碳管壁上,其原因是由于竹节状碳管的结构特征和化学修饰的选择性造成的。
孙杰婷[6]2015年在《MWNTs/PANI、MWNTs/PTh电致变色复合膜的制备及特性研究》文中进行了进一步梳理电致变色材料就是在外部电场的作用下,变色材料自身通过体系中发生的氧化和还原过程,颜色出现变化的现象。电致变色材料的颜色变化随外界电压的变化是可逆的,这种新奇特性可用来制造电致变色器件,并可将其用于建筑窗户、平板显示器、工业控制屏、节能环保材料、电子信息等领域。近年来,人们发现导电聚合物如聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PTh)及其衍生物等也具有较好的电致变色现象,且导电聚合物材料成本低、器件制备工艺简单、工作电压低、循环寿命长,随外界电场变化,材料的颜色对比度变化明显,器件响应速度快,具有比其他类型电致变色材料更好的应用前景。但如何将其与当代制备的纳米材料及各种新材料进行组合或复合,开发新型电致变色复合材料,进一步提升导电聚合物电致变色材料的物理化学特性,也一直是世界范围内电致变色材料研究领域的热点研究问题。针对这一主题,本论文以多壁碳管(MWNTs)为添加物,将其分别与聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PTh)两种导电聚合物进行复合,采用旋涂工艺,在ITO玻璃上制备出了不同添加比的MWNTs/PANI、MWNTs/PTh电致变色复合薄膜,并以此组装出了MWNTs/PANI、MWNTs/PTh复合膜电致变色原型器件,研究了不同MWNTs添加比对制备的MWNTs/PANI、MWNTs/PTh电致变色复合薄膜的显微结构、形貌和电致变色特性的影响,研究结果对开发新型电致变色复合膜及器件有一定应用价值。本论文主要研究内容如下:(1)利用溶液混合技术,以1-甲基-2-吡咯烷酮为溶剂,将不同添加量的MWNTs加入导电PANI中,并通过旋涂工艺,在ITO玻璃衬底上制备出了MWNTs/PANI电致变色复合薄膜器件。研究了聚苯胺中MWNTs添加量对复合膜层电导率、显微结构及电致变色特性的影响,对比了外界电场变化情况下,添加MWNTs前后PANI电致变色器件的膜层表面粗糙度、颜色对比度及响应时间的变化情况。研究发现,添加MWNTs后,MWNTs/PANI电致变色复合薄膜器件表现出了更强的电致变色性能,随着碳纳米管含量的增加,复合薄膜器件的电导率也随之提高,与纯PANI电致变色薄膜器件比较发现,复合膜层变色所需外界电压明显下降,这对提高器件寿命及变色响应时间非常有利;研究还发现,添加MWNTs后,因MWNTs相互缠绕形成团簇颗粒,制备的MWNTs/PANI复合膜的表面粗糙度有所增加,但均匀分散在PANI聚合物中的碳管之间通过交联可形成一系列电子传输路径,有利于提高复合膜层的电导率,提高电致变色响应时间,减少同一对比度下外加电压的大小。对比结果发现,只要使MWNTs能均匀分散在MWNTs/PANI复合膜中,在碳管添加量小于5%重量百分比的情况下,MWNTs/PANI复合薄膜的电致变色特性就可得到提高或改善。(2)将不同添加量的MWNTs直接加入导电的PTh溶液中,经强力超声搅拌分撒后,通过旋涂工艺,在ITO玻璃衬底上制备出了MWNTs/PTh复合电致变色薄膜器件。用扫描电镜(SEM)研究了PTh中MWNTs添加量对复合膜显微结构及电致变色特性的影响;用四探针方法研究了不同MWNTs添加量对复合膜层电导率的影响;利用紫外-可见光谱仪(UV-vis)对复合膜层在外电场作用下的颜色变化特性进行了分析研究。结果发现,添加少量(<5%质量比)的MWNTs后,MWNTs/PTh复合电致变色薄膜器件的电导率随掺杂量的增加而提高,同时,MWNTs的添加也使复合膜的电致变色性能及响应时间得到一定改善。随着碳纳米管添加量的增加,虽然复合薄膜器件的变色所需的外界电压明显下降,但器件变色区域的变色均匀度出现一定偏差。研究发现,因碳管较多时,复合膜中碳管的分布均匀性有差异,局部电导率增加明显,这部分区域的变色响应时间提高明显,但有些区域,碳管分布密度较小,其变色响应跟不上碳管分布密度大的区域,导致整个MWNTs/PTh复合电致变色薄膜器件的变色特性出现差异。但碳管添加后,因碳管提供了较多的一维导电通道,MWNTs/PTh复合电致变色薄膜器件的寿命却有显着改善。这对提高器件寿命及变色响应时间非常有利。因此,采用缠绕性较弱的短管,提高添加MWNTs的纯度,使之能均匀分散在复合电致变色薄膜中是提高MWNTs/PTh复合电致变色薄膜器件电致变色特性的技术关键。本论文采用了导电聚合物和碳管均匀混合后再进行旋转涂覆的制备工艺操作流程简单,成本低,安全可靠,在电致变色器件的实际应用中具有一定参考价值。
叶成[7]2006年在《化学学科发展综合报告(2006)》文中研究表明一、引言(一)化学是承上启下的中心科学在进入了21世纪的今天,人们在谈论科学的发展时指出,"这将是一个生命科学和信息科学的世纪",那么究竟"化学还有什么用呢?"。诚如诺贝尔化学奖获得者HWKroto在回答这个问题时所述,"正是因为21世纪是生命科学和信
章仁毅[8]2010年在《定向碳纳米管阵列电极的制备及应用研究》文中研究表明近年来为了了解蛋白质的结构,蛋白质发生电子传递的机理,以及在电极表面模拟生物体内的电子传递过程,基于氧化还原蛋白直接电化学的生物传感器受到了广泛的关注和研究。但生物活性物质的电活性中心多被包埋在多肽链中,同时它也容易在电极表面强烈吸附造成电极的钝化,因此在裸电极表面难以实现其直接电子转移。碳纳米管以其特有的力学、电学和化学性质以及独特的管状分子结构和应用价值,已成为研究热点。碳纳米管由于易于表面功能化、大的比表面积、促进电子传递反应效应,能提高生物电化学传感器电极的灵敏度；其良好生物相容性,有利于保持固定化的生物体的活性。在引进其他纳米材料如金属纳米颗粒、量子点等后亦能进一步促进生物活性物质和传感器电极的电子传递速率,更持久地保持生物体的活性,为开发更高效,简便,耐用的生物电化学传感器提供新的思路。本文利用定向碳纳米管阵列优良的物理、化学、电催化性能以及它们良好的生物兼容性,结合纳米颗粒的量子效应和大的比表面积效应,制备了2种不同类型的定向碳纳米管阵列修饰电极。采用化学气相沉积法在石英基底上成功制备了大面积的定向碳纳米管阵列,并将其制成定向碳纳米管阵列电极,将血红蛋白、葡萄糖氧化酶采用多种方法固定到阵列电极界面上,制备的生物传感器具有较高的灵敏度、较低的检测下限以及快的响应速度等优势。第一章绪论首先系统介绍了碳纳米管的发现及应用研究,包括碳纳米管的结构和分类、性质、制备方法、分离和纯化以及应用现状。着重介绍定向碳纳米管阵列在生物和化学传感器中的研究进展。第二章常压下单控温化学气相沉积法制备定向碳纳米管阵列本实验以石英为基底,以金属有机化合物酞菁铁为原料,利用其高温裂解可同时产生碳源和催化剂,采用常压下单控温方式在最高温890℃时制备了大面积的定向碳纳米管阵列,实现了在常压条件下,仅控制单一温度就可以进行化学气相沉积制备定向碳纳米管阵列,有效地降低了实验成本,简化了实验器材。通过对工艺参数的改进和优化,利用化学气相沉积法成功实现了定向碳纳米管阵列的批量制备,获得了大面积的、高度定向排列的碳纳米管,实验制备的定向碳纳米管阵列管长均匀约10μm,管径约50-70 nm。实验探讨了电阻炉最高炉温、升华区位置和酞菁铁用量、载气流速和比例等制备参数以及不同基底上定向碳纳米管阵列生长的情况,对碳纳米管的制备和实际应用研究具有重要意义。第叁章葡萄糖氧化酶/CdS纳米颗粒／壳聚糖/Pt纳米颗粒修饰定向碳纳米管阵列电极的直接电化学研究本章采用化学气相沉积法,以酞菁铁为原料,在石英基底上制备了大面积的定向碳纳米管阵列。将制得的定向碳纳米管阵列表面喷金处理后,用40%的HF溶液使得定向碳纳米管阵列和石英片基片相互分离,制成ACNTs工作电极。场发射扫描电镜图表明,制备的定向碳纳米管阵列生长密度高、排列紧密、长度接近、直径均匀、定向性好。使用了铂和CdS两种类型的纳米颗粒及葡萄糖氧化酶(GOD)对定向碳纳米管阵列电极进行修饰并以此电极作为工作电极：首先在定向碳纳米管阵列上电沉积的铂纳米颗粒(Ptnano)；当溶液pH值大于壳聚糖的pKa时,葡萄糖氧化酶(GOD)、CdS纳米颗粒和壳聚糖(CS)的混合溶液电沉积到ACNTs-Ptnano电极表面。实验表明,铂纳米粒子能有效地增加电极表面积、提高电极的电子传递速率；CdS纳米粒子能有效地促进葡萄糖氧化酶与定向碳纳米管阵列电极之间的直接电子传递,实现了葡萄糖氧化酶的活性中心FAD/FADH2的直接电化学。这种基于CS-GOD-CdS/ACNTs-Ptnano电极的葡萄糖生物传感器显示了良好的传感性能,其检测线性范围为0.4 mmol/L-21.2 mmol/L,最低检测限为46.8μmol/L (S/N=3)，表观米氏常数Kmapp为11.86mmol/L。电极保存2个星期后,该传感器仍保持了良好的选择性、重复性和稳定的电化学信号。第四章血红蛋白在重氮化修饰定向碳纳米管阵列电极上的直接电化学及电催化性质研究本章通过在溶液中电化学还原4-羧基苯基重氮盐,对定向碳纳米管阵列电极进行功能化修饰,得到基于表面羧基化的定向碳纳米管阵列电极,并且成功地将血红蛋白(Hb)分子固定在定向碳纳米管阵列电极表面。制备的定向碳纳米管阵列电极具有良好的生物兼容性和导电性,电极表面的羧基提供了更多的蛋白质结合位点,使得血红蛋白分子在此功能界面上可实现直接电子转移。采用循环伏安法和计时电流法对Hb分子的直接电化学和生物电催化活性进行监测。结果表明,在0.1mol/L pH=7.0的PBS溶液中,Hb的式量电位为-0.312 V (vs.Ag/AgCl),异相电子传递速率常数为0.95±0.05 cm/s。该电极对H202有很好的电催化还原作用,其表观米氏常数Kmapp为0.15 mmol/L。
叶成[9]2008年在《化学学科发展研究报告(2008-2009)》文中认为一、引言化学是一门在分子和原子水平上研究物质的性质、组成、结构、变化、制备及其应用,以及物质间相互作用关系的科学。化学与人类的衣、食、住、行以及能源、信息、材料、国防、环境保护、医药卫生、资源利用等几乎所有的方面都
张晓光[10]2014年在《光谱特性可调控材料及共轭体系激光限幅材料研究》文中指出本论文以功能材料在光电防护领域应用为背景,探索新型光电功能材料的技术原理和实现方法。一方面以聚苯胺及其衍生物、手征性向列相液晶、稀土离子共掺杂氟氧化物玻璃为基础,研究了光谱特性可控的膜层材料。另一方面以富勒烯C60、碳纳米管、石墨烯等共轭体系材料为基础,研究了基于非线性光学原理的激光限幅技术。本论文的主要工作和结论如下：(1)通过电化学聚合、电化学掺杂聚合方法,制备并研究了聚苯胺及其衍生物薄膜电致变色性能。实验表明,制备的二苯胺磺酸钠掺杂聚合的聚苯胺薄膜分布均匀,整体附着力、响应速度快,具有较佳的电致变色性能。(2)合成了六种手性1,2-丙二醇衍生物,加入向列相液晶后,可诱导形成了具有热致手性翻转性质的N*相液晶。通过调整具有热致手性翻转特性的手性衍生物和左旋、右旋手性化合物的组成比例,可制备螺距随温度变化可控的N*相液晶。(3)提出了选用氟化物基质和共掺杂Er3+/Nd3+,调整能级之间竞争及辐射和无辐射跃迁的竞争关系,氟氧化物玻璃和氟氧化物玻璃陶瓷的荧光谱验证了稀土离子上转换及中红外发光性质,提高了Er3+掺杂的中红外发光性能。(4)采用原位聚合和乳液聚合的方法制备了聚苯胺-碳纳米管、聚苯乙烯-碳纳米管、聚苯乙烯-C60和聚噻吩-C60复合物。1064nm,40ps脉冲Z-扫描实验表明：四种复合物样品有较强的非线性吸收和光限幅性能。富勒烯C60基复合物光限幅机理是单重激发态非线性反饱和吸收,碳纳米管基复合物的光限幅机理是非线性吸收并诱导散射。共轭体系间相互作用对增强非线性光学性质及光限幅性能具有重要意义。石墨烯及单壁碳纳米管样品制备悬浮液,进行532nm、1064nm,10ns脉宽激光限幅实验,结果表明：样品悬浮液对ns脉冲激光都有宽带限幅性能。利用限幅阈值高低不同的SWNTs-NMP和G-CB分别作为前、后级限幅器制作串联型光限幅器,实现了超低阈值和较高损伤阈值的光限幅性能。石墨烯和单壁碳纳米管悬浮液的光限幅是吸收诱导散射的一种机制。
参考文献：
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[10]. 光谱特性可调控材料及共轭体系激光限幅材料研究[D]. 张晓光. 北京科技大学. 2014
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