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多酸的纳米功能材料的制备与应用

作　者: 陈宏月
导　师: 刘绍琴
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 多酸量子点光致变色荧光共振能量转移光信息存储
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

多金属氧酸盐是一类结构确定的纳米尺度无机簇合物材料。该类化合物具有很多特殊的物理化学性质,因而被广泛应用于催化、腐蚀保护和光电化学中,并且在能量转换、显示器件和高密度存储等领域中有重要的应用前景。在材料科学中,多金属氧酸盐作为优秀的无机实体,是不可多得的低维纳米材料建筑单元。因此,如何利用该类材料来制备具有独特性质的纳米复合材料和器件是目前多酸化学研究领域的热点。本论文通过层层自组装的方法,将具有可逆光致变色性能的多金属氧酸盐Na-POMs与具有荧光性能的CdSs@CdS量子点有序组装在玻璃、石英或硅基底表面,成功构建了具有可逆光控荧光开关功能的纳米复合薄膜。在紫外光照之后,该纳米复合薄膜变为蓝色,同时纳米复合薄膜的荧光也随之消失;随后,纳米复合薄膜在可见光照射下恢复为原色,其荧光也得到了恢复。本系统地研究了该薄膜的光控荧光开关特性,并对其光控荧光开关机理进行深入的讨论。研究结果表明量子点的荧光发生淬灭是由于多酸和量子点之间发生了荧光共振能量转移。本论文制备的无机纳米超薄膜可用于光存储及生物标记。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-19
  1.1 纳米科技概论  8-9
  1.2 半导体纳米粒子  9-14
    1.2.1 半导体纳米粒子的制备与表征  9-11
    1.2.2 半导体纳米粒子的光学特性  11-13
    1.2.3 半导体纳米粒子的应用  13-14
  1.3 多酸概论  14-16
  1.4 有序纳米结构材料的组装  16-18
  1.5 本论文的研究工作及意义  18-19
    1.5.1 本课题的研究内容  18
    1.5.2 本课题的研究意义  18-19
第2章实验材料与方法  19-23
  2.1 实验材料与仪器  19-20
  2.2 多酸与量子点的合成方法  20
    2.2.1 多酸的合成  20
    2.2.2 量子点的合成  20
  2.3 [(PEI/Na-POMs)n(PEI/CdSe@ CdS)]m多层纳米复合薄膜的组装方法  20-22
    2.3.1 基底的处理  20-21
    2.3.2 在基底表面制备层层自组装膜  21-22
  2.4 表征方法  22
    2.4.1 多酸的表征方法  22
    2.4.2 量子点的表征方法  22
    2.4.3 纳米复合薄膜的表征方法  22
  2.5 本章小结  22-23
第3章多酸及半导体纳米粒子的制备  23-27
  3.1 多酸的光谱分析  23-24
    3.1.1 紫外可见吸收图谱  23
    3.1.2 红外图谱  23-24
  3.2 量子点的粒径  24
  3.3 量子点的光谱研究  24-26
    3.3.1 量子点的紫外-可见吸收光谱  24-25
    3.3.2 量子点的荧光光谱  25
    3.3.3 量子点的拉曼光谱  25-26
  3.4 量子点溶液浓度及粒径计算  26
  3.5 本章小结  26-27
第4章无机纳米结构薄膜的性能及机理研究  27-41
  4.1 多金属氧酸盐-量子点纳米复合薄膜的制备与表征  27-29
    4.1.1 薄膜组装过程的监测  27-28
    4.1.2 薄膜成分的表征  28-29
  4.2 纳米复合薄膜的光控荧光开关性能  29-33
    4.2.1 紫外-可见光谱  30-31
    4.2.2 荧光光谱  31-32
    4.2.3 膜结构对于其光控荧光开关效率影响  32-33
  4.3 机理  33-37
    4.3.1 CdSe@ CdS和Na-POMs之间距离对纳米复合薄膜荧光的影响  34-35
    4.3.2 量子点粒径大小对纳米复合薄膜荧光的影响  35-37
    4.3.3 循环伏安测试  37
  4.4 可逆性及稳定性研究  37-38
  4.5 薄膜在光信息存储上的应用研究  38-40
  4.6 本章小结  40-41
结论  41-42
参考文献  42-46
攻读学位期间发表的学术论文  46-48
致谢  48

多酸的纳米功能材料的制备与应用

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