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纳米荧光磁性颗粒的合成与表征

作　者: 黄孟琼
导　师: 刘勇健
学　校: 苏州科技学院
专　业: 应用化学
关键词: 量子点 磁性颗粒 双功能材料
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


纳米结构材料因其独特的光、电、磁以及机械性能,在纳米器件和功能材料等诸多领域显示了潜在的广阔应用前景。其中磁性四氧化三铁纳米粒子由于其独特的理化性质而备受关注。近年来随着研究的深入,应用于药物释放、生物传感器、固定化酶等生物医学和分离工程相关领域的多功能磁性颗粒的研究成为热点。而量子点具有吸收光谱宽,发射光谱窄而对称,通过调节组成和大小可以使其发射出不同颜色的光,并且具有较高的荧光强度和光稳定性等特点。目前量子点己用于免疫分析、基因分析、活体及细胞荧光成像等领域。同时开发可以达到磁性分离和荧光示踪双重目的的双功能纳米材料,是一个十分有意义、有待研究的课题。本文针对CdTe、CdSe/CdS、Fe3O4、以及荧光磁性复合物的合成进行了以下工作:（1）以Fe3+和Fe2+为铁源,NH3·H2O为沉淀剂,利用共沉淀法合成磁性纳米Fe3O4。为了增强磁性纳米粒子的均匀性和分散性,选用氢氧化四甲基铵对其表面进行改性。再利用氨基酸对磁性纳米颗粒进行修饰,使其表面带上功能性的氨基,提高生物相容性。并利用透射电子显微镜、红外光谱和振动样品磁力计等手段对所合成的纳米粒子进行表征。结果表明,修饰后Fe3O4粒子形状为类球形,具有较好的分散性,呈超顺磁性,能稳定保存。（2）采用化学胶体合成方法,成功地制备出了数种不同尺寸的胶体CdTe量子点。室温下具有不同的荧光峰值波长,荧光光谱峰窄而对称,说明制备出的胶体量子点不仅粒径分布比较均一,具有较好的单分散性。所合成的量子点平均尺寸为3nm左右,荧光可视性强。此法具有操作简单、重复性好、且易于规模化制备等优点。（3）以液体石蜡和油酸为溶剂,制备出单分散的闪锌矿型（立方相）结构的CdSe/CdS QDs。多种测试手段表明核壳CdSe/CdS QDs能有效减少量子点的表面缺陷,提高其荧光强度和稳定性。（4）首次利用EDC和NHS作为双功能连接试剂,连接氨基修饰的Fe3O4和带有羧基的量子点,制备具有荧光磁性双重特性的复合物。利用透射电镜、能谱仪、荧光光谱、荧光显微镜、振动样品磁力计等仪器对所合成的复合物进行表征。结果显示荧光磁性复合物的平均尺寸为40nm左右,荧光谱的发射峰相对于单独的量子点发生蓝移,并具有典型的超顺磁性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-33
  1.1 量子点概述  10-23
    1.1.1 量子点的概念  10-12
    1.1.2 量子点的研究现状  12
    1.1.3 量子点的荧光性质  12-14
    1.1.4 量子点的基本性质  14-16
    1.1.5 量子点的合成方法  16-18
    1.1.6 量子点的表面修饰  18-20
    1.1.7 量子点在生物中的应用  20-23
  1.2 磁性纳米颗粒概述  23-27
    1.2.1 磁性纳米颗粒的基本性质  23-24
    1.2.2 磁性纳米颗粒的制备  24-26
    1.2.3 磁性纳米颗粒的应用  26-27
  1.3 双功能荧光磁性复合纳米颗粒概述  27-31
    1.3.1 双功能荧光磁性复合物的合成方法及应用  28-30
    1.3.2 多功能荧光磁性复合物的制备及应用  30-31
  1.4 论文的出发点和主要工作  31-33
第二章 磁性纳米粒子的制备与表征  33-39
  2.1 实验材料与设备  33-34
    2.1.1 实验材料  33
    2.1.2 实验设备  33-34
  2.2 实验方法  34
    2.2.1 Fe_3O_4 纳米颗粒的制备  34
    2.2.2 Fe_3O_4 纳米颗粒的表面修饰  34
    2.2.3 Fe_3O_4 纳米颗粒的表征  34
  2.3 结果与讨论  34-37
    2.3.1 TEM 分析  35-36
    2.3.2 红外光谱(FTIR)分析  36
    2.3.3 磁性能分析  36-37
  2.4 本章小结  37-39
第三章 Fe_3O_4/CdTe 荧光磁性复合物的制备与表征  39-51
  3.1 实验材料与设备  39-40
    3.1.1 实验材料  39
    3.1.2 实验设备  39-40
  3.2 实验方法  40-42
    3.2.1 水相碲化镉量子点的制备  40-41
    3.2.2 Fe_3O_4/CdTe 荧光磁性复合物的制备  41
    3.2.3 结果表征  41-42
  3.3 结果与讨论  42-50
    3.3.1 反应时间对CdTe 量子点的影响分析  42-43
    3.3.2 PH 值对CdTe 量子点的影响分析  43-44
    3.3.3 CdTe 量子点的稳定性  44-45
    3.3.4 CdTe 量子点与Fe_3O_4 连接前后的荧光光谱分析  45-46
    3.3.5 CdTe 量子点与Fe_3O_4 连接前后的吸收光谱分析  46
    3.3.6 TEM 分析  46-47
    3.3.7 能谱分析  47-48
    3.3.8 荧光显微镜  48-49
    3.3.9 磁性能分析  49-50
  3.4 本章小结  50-51
第四章Fe_3O_4/CdSe/CdS 荧光磁性复合物的制备与表征  51-63
  4.1 实验材料与设备  51-52
    4.1.1 实验材料  51
    4.1.2 实验设备  51-52
  4.2 实验方法  52-54
    4.2.1 CdSe/CdS 量子点的制备  52
    4.2.2 Fe_3O_4/CdSe/CdS 荧光磁性复合物的制备  52-53
    4.2.3 结果表征  53-54
  4.3 结果与讨论  54-62
    4.3.1 CdSe/CdS 量子点核壳结构的荧光光谱  54-55
    4.3.2 PH 值对CdSe/CdS 量子点荧光强度的影响  55-56
    4.3.3 CdSe/CdS 量子点与Fe_3O_4 连接前后的荧光光谱分析  56-57
    4.3.4 CdSe/CdS 量子点与Fe_3O_4 连接前后的吸收光谱分析  57
    4.3.5 XRD 分析  57-58
    4.3.6 TEM 分析  58-59
    4.3.7 能谱分析  59-60
    4.3.8 荧光显微镜  60
    4.3.9 磁性能分析  60-62
  4.4 本章小结  62-63
第五章 结论  63-64
参考文献  64-73
致谢  73-74
作者简历  74-75
详细摘要  75-76

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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