基于磁流体组装的空心磁性碳微球及其功能性复合体

论文摘要

本文采用绿色廉价、具有生物相容性的环糊精作为碳源,与油酸和氨水稳定的四氧化三铁纳米粒子通过低温水热的方法,利用二者之间的自组装动力合成一种结构新颖的具有高活性的多功能空心磁性碳微球（HMCSs）。磁性粒子的存在不但增强了碳微球的机械强度,而且也对无定形碳向石墨碳的转化起到催化作用,大大降低了石墨化温度。同时,外面包裹的碳层能对磁性粒子起到很好的保护作用,防止其自团聚的发生并且免受外界环境的破坏。碳化后的碳微球比表面积有了很大提高,并且有很小的比重,能漂浮于水面之上,对于有机染料和多种重金属（贵金属）离子有很强的吸附能力,且循环使用多次性能依然良好。结合SEM、TEM、XRD、Raman、IR等表征手段,深入研究了空心磁性碳微球的形成机理以及各种原料在参与反应时起到的作用。另外,碳微球的表面富含功能基团,这无疑为金属前躯体及纳米粒子的吸附提供了最有利的化学环境,同时也免去了表面改性的繁琐步骤。以HMCSs为载体与目标金属离子进行配位,并在碳化过程中形成HMGS@MO2复合材料。它作为亲和探针能将蛋白质混合物的酶解产物中浓度极低的磷酸化肽段高效选择性富集,并在外加磁场的作用下迅速分离,使检测步骤简易了很多,而且检测信号的信噪比得到了大大的提高。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 空心材料概述
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 空心材料的合成
• 1.1.3 空心材料的应用
• 1.2 磁性碳材料概述
• 1.2.1 引言
• 1.2.2 磁性碳材料的合成
• 1.2.3 磁性碳材料的应用
• 1.3 选题背景及国内外研究现状
• 1.4 研究课题来源
• 1.5 本课题的研究内容
• 第2章 实验材料和表征方法
• 2.1 实验试剂和仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器和设备
• 2.2 材料表征方法
• 2.2.1 扫描电子显微镜（SEM）
• 2.2.2 傅立叶变换红外（FT-IR）光谱
• 2.2.3 透射电子显微镜（TEM）
• 2.2.4 氮气吸附-脱附等温线测试（BET）
• 2.2.5 X-射线光电子能谱（XPS）
• 2.2.6 广角X-射线衍射（WAXRD）分析
• 2.2.7 拉曼（Raman）光谱分析
• 2.2.8 热重分析（TG）
• 2.2.9 紫外-可见吸收光谱（UV-vis）
• 2.2.10 原子吸收（AAS）
• 2.2.11 磁性测试（VSM）
• 第3章 空心磁性碳微球的合成与机理研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 磁流体的制备
• 3.2.2 空心磁性碳微球的制备
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 材料结构表征
• 3.3.2 形成机理研究
• 3.4 本章小结
• 第4章 空心磁性石墨碳微球的合成及吸附性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 空心磁性石墨碳微球的制备
• 4.2.2 空心磁性石墨碳微球的吸附性能测试方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 材料结构表征
• 4.3.2 吸附性能分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 空心磁性石墨碳微球@金属氧化物的合成及对磷酸化肽的选择性富集分离研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 空心磁性石墨碳微球@金属氧化物的制备
• 5.2.2 空心磁性石墨碳微球@金属氧化物的磷酸化肽富集方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 材料结构表征
• 5.3.2 对磷酸化肽的选择性富集分离性能研究
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文