水相分散半导体纳米材料的制备及在农药残留分析中的应用

论文摘要

半导体纳米材料具有优越的光学、物理和化学性质,作为一种新的成像及检测工具已经引起多个领域研究者的广泛关注。本论文合成了Mn掺杂ZnOxS1-x量子点、Te纳米线等半导体纳米材料,探讨了所合成的纳米材料在农药残留检测中的潜在应用价值,具体如下：1.本体系采用UV-Vis吸收光谱、FL发射光谱、Zeta电位、荧光寿命等手段研究了TGA-CdTe量子点与硫酸鱼精蛋白之间的相互作用。结果表明随着硫酸鱼精蛋白浓度的增大,量子点荧光强度逐渐降低。UV-Vis吸收光谱和荧光寿命等表征手段证明了硫酸鱼精蛋白对CdTe量子点的猝灭为动态猝灭过程；采用Stern-Volmer方程和热力学方程对荧光光谱的数据进行了分析,得到了291K、298K和305K时CdTe量子点与硫酸鱼精蛋白结合反应的荧光猝灭常数（KSV）,标准热力学焓变（ΔHθ）、熵变（ΔSθ）和自由能变（ΔGθ）对相互作用机理进行了探讨,结果表明,CdTe量子点对硫酸鱼精蛋白的猝灭反应为自发过程,二者之间主要为静电作用。在此基础上,研究了表面修饰硫酸鱼精蛋白的CdTe量子点与甲基毒死蜱的相互作用,并且探讨了所合成带正电荷的CdTe量子点在有机磷农药甲基毒死蜱检测中的可行性。2.以ZnNO3·6H2O、MnCl2·4H2O和Na2S为原料,一步法合成了dBSA修饰的Mn掺杂ZnOxS1-x量子点。采用FL发射光谱、UV-Vis吸收光谱、XRD、Raman、HRTEM等方法对所合成的量子点进行了表征,结果表明：该量子点直径大约为3.2±0.7nm,具有ZnS的缺陷发射和Mn的特征发射,当Mn2+的浓度为1.0%和20%时,量子点具有优异的荧光性质,所掺杂的锰以Mn3+(ZnMn2O4/MnO（OH）-ZnSxO1-x的形式存在,是反应中的中间体。样品的拉曼信号在1054cm-1处有明显的增强,表明样品有潜在的表面增强拉曼的活性。本方法的特点在于产品稳定性好、绿色的蛋白分子做修饰试剂、不含重金属无机盐及有毒试剂,产品可在冰箱中稳定半年以上。3.以3.3nmCdTe量子点为前体,通过EDTA介导水热法合成了六方的Te纳米线。TEM和SEM表明该纳米线的平均直径为30nm、长度可达微米级别,当EDTA的浓度为0.10g/L时可以得到形貌均一的Te纳米线,当EDTA的浓度为0.50g/L时纳米线中Te浓度最高。在此基础上,将Te纳米线进一步转化为高SERS活性的Ag2Te纳米线,研究了甲维盐和莠去津等农药在Ag2Te纳米线的表面增强拉曼（SERS）活性,探讨了该纳米线在甲维盐和莠去津残留检测中的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 简略词表
• 第一章 绪论
• 1. 半导体纳米材料及其分类
• 2. 半导体纳米材料的基本性质
• 3. 零维半导体纳米材料-量子点
• 3.1 量子点的光学性质
• 3.2 量子点的合成方法
• 3.3 量子点的应用
• 4. 一维半导体纳米材料及其特性
• 4.1 一维半导体纳米材料的基本光学性质
• 4.2 一维半导体纳米材料的合成方法
• 4.3 一维半导体纳米材料的应用
• 5. 课题的设计思想及意义
• 第二章 CdTe量子点与硫酸鱼精蛋白相互作用研究及其在甲基毒死蜱农药残留检测中的应用研究
• 1. 前言
• 2. 材料与主要仪器
• 2.1 材料
• 2.2 主要仪器
• 3 实验方法
• 3.1 CdTe量子点的合成与提纯
• 3.2 CdTe量子点与硫酸鱼精蛋白相互作用的研究
• 3.3 CdTe量子点与硫酸鱼精蛋白相互作用机理研究
• 4. 结果与分析
• 4.1 不同粒径CdTe量子点的光谱表征
• 4.2 硫酸鱼精蛋白浓度对反应体系的影响
• 4.3 温度对反应体系的影响
• 5. 作用机理研究
• 6. CdTe量子点-硫酸鱼精蛋白用于甲基毒死蜱残留检测中的初步应用
• 7. 本章小结
• xS_1-x的合成及表征'>第三章 Mn掺杂ZnO_xS_1-x的合成及表征
• 1. 前言
• 2. 材料与主要仪器
• 2.1 材料
• 2.2 主要仪器
• 3. 实验方法
• xS_1-x量子点的制备'>3.1 Mn掺杂的ZnO_xS_1-x量子点的制备
• xS_1-x量子点的表征'>3.2 Mn掺杂的ZnO_xS_1-x量子点的表征
• 4. 结果与分析
• 5. 本章小结
• 第四章 EDTA诱导Te纳米线的制备以及在甲维盐和莠去津农药残留检测中应用研究
• 1. 前言
• 2. 仪器与试剂
• 2.1 试剂
• 2.2 仪器
• 3. 实验部分
• 3.1 纳米线的合成
• 3.2 纳米线的表征
• 4. 结果与分析
• 5. 转化机理
• 6. 纳米线在莠去津和甲维盐残留分析中的应用
• 7. 本章小结
• 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 研究生期间发表学术论文