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具有磁性和荧光功能的复合纳米颗粒的制备和研究

2020-12-29阅读(280)

具有磁性和荧光功能的复合纳米颗粒的制备和研究

论文摘要

近年来,单分散性、无毒、无味、无污染的胶体二氧化硅纳米颗粒由于其可以嵌入不同的官能团得到进一步修饰而被广泛研究。荧光二氧化硅纳米颗粒具有分散性好,光稳定性、化学稳定性及生物相容性良好且易修饰等特点而备受关注。同时,荧光团掺杂硅胶纳米颗粒中,可以使荧光团免受溶剂分子的作用、解决外部空气氧化和光漂白、可以减缓荧光团的荧光衰退以及染料泄漏。磁性纳米材料（以Fe304为代表）,经有机官能团修饰后,可广泛的运用在磁共振对比剂、生物分离及靶向药物释放等领域。与以往的荧光纳米复合物相比,荧光磁性纳米复合物DNA杂化分析测定更简单、快速、不需要借助额外的固相载体。因此,制备具有磁性和荧光功能的复合纳米颗粒倍受人们的青睐。本文主要采用施拖布恩（St?ber）法制备荧光、磁性及复合二氧化硅纳米颗粒。即在氨水的乙醇溶液中,正硅酸乙酯进行水解产生硅酸,在氨水催化下,硅酸聚合形成无定形的二氧化硅球状纳米粒子。相对于其它方法,St?ber法省时且操作简单。本文共分为四部分：第一部分：综述了荧光的产生；纳米技术出现和发展、纳米材料的性质；香豆素类衍生物和磁性纳米颗粒的性质以及应用,评述了该领域研究已经取得的一些重要研究成果；第二部分：研究了荧光染料7-羟基香豆素在不同溶剂和碱性环境中的荧光情况：采用St?ber法制备7-HC荧光二氧化硅纳米颗粒,利用荧光光谱对其荧光强度进行表征和分析、红外光谱证明了合成的纳米颗粒的结构,以及透射电子显微镜对其颗粒大小进行表征等；第三部分：研究了荧光染料7-羟基香豆素-4-乙酸的性质,并通过St?ber法制备7-HCA荧光二氧化硅纳米颗粒,同时也通过荧光光谱、红外光谱、透射电子显微镜等对颗粒进行表征并进行分析：第四部分：首先,通过化学共沉淀法合成四氧化三铁（Fe3O4）磁性纳米颗粒,然后经过二氧化硅表面修饰,最后在其表面沉积7-HCA二氧化硅纳米层,从而合成出复合纳米颗粒。荧光光谱、红外光谱、电镜技术等证明了所合成的纳米复合颗粒既具有磁性又具有荧光性并且光稳定性较好。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 荧光概述
  • 1.1.1 荧光的产生
  • 1.1.2 荧光和分子结构的关系
  • 1.1.3 荧光的激发光谱和发射光谱
  • 1.1.4 荧光寿命
  • 1.1.5 荧光量子产率
  • 1.1.6 环境因素对荧光光谱和荧光强度的影响
  • 1.2 纳米技术概述
  • 1.2.1 纳米技术的出现和发展
  • 1.2.2 纳米材料的性质
  • 1.3 香豆素概述
  • 1.3.1 香豆素的发现
  • 1.3.2 香豆素及其衍生物的概述
  • 1.3.3 香豆素及其衍生物的合成
  • 1.4 荧光二氧化硅纳米复合物
  • 1.4.1 荧光二氧化硅纳米复合物的性质
  • 1.4.2 荧光二氧化硅纳米复合物的制备
  • 1.4.3 荧光二氧化硅纳米复合物的应用
  • 1.5 磁性纳米颗粒
  • 3O4磁性纳米颗粒的性质'>1.5.1 Fe3O4磁性纳米颗粒的性质
  • 3O4磁性纳米颗粒的制备'>1.5.2 Fe3O4磁性纳米颗粒的制备
  • 3O4磁性纳米颗粒的表面修饰'>1.5.3 Fe3O4磁性纳米颗粒的表面修饰
  • 1.6 荧光磁性纳米复合颗粒
  • 1.6.1 荧光磁性纳米复合颗粒的性质
  • 1.6.2 荧光滋性纳米复合颗粒的制备
  • 1.6.3 荧光磁性纳米复合颗粒的应用
  • 1.7 论文的研究目标、研究内容
  • 第2章 7-羟基香豆素的性质及其二氧化硅纳米颗粒的制备
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 实验试剂
  • 2.2.2 实验仪器和设备
  • 2.2.3 实验步骤
  • 2.2.3.1 乙腈的回流蒸馏
  • 2的制备'>2.2.3.2 染料7-HC/SiO2的制备
  • 2.2.3.3 对照实验
  • 2.3 实验结果与讨论
  • 2.3.1 7-HC在不同溶剂中的荧光分析
  • 2.3.1.1 7-HC在水溶液中的荧光分析
  • 2.3.1.2 7-HC在乙醇溶液中的荧光分析
  • 2.3.1.3 7-HC在乙腈溶液中的荧光分析
  • 2.3.1.4 7-HC在不同溶剂中的发光机理分析
  • 2.3.2 偶联剂APTES对7-HC乙醇溶液的荧光光谱的影响
  • 2.3.3 7-HC在不同溶剂中的荧光光谱
  • 2.3.4 乙腈中水的估测
  • 2的荧光照片分析'>2.3.5 7-HC/SiO2的荧光照片分析
  • 2的荧光光谱分析'>2.3.6 不同量TEOS合成的7-HC/SiO2的荧光光谱分析
  • 2的荧光强度与浓度的关系'>2.3.7 不同量TEOS合成的7-HC/SiO2的荧光强度与浓度的关系
  • 2的红外光谱分析'>2.3.8 7-HC、APTES及7-HC/SiO2的红外光谱分析
  • 2.3.9 光致荧光漂白实验分析
  • 2.3.10 透射电镜（TEM）分析
  • 2.4 本章小结
  • 第3章 7-羟基香豆素-4-乙酸二氧化硅纳米颗粒的制备和研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 实验试剂
  • 3.2.2 实验仪器和实验设备
  • 3.2.3 实验步骤
  • 2的制备'>3.2.3.1 染料7-HCA/SiO2的制备
  • 3.2.3.2 条件实验
  • 3.3 实验结果与讨论
  • 3.3.1 7-HCA的荧光光谱分析
  • 2纳米颗粒的荧光强度的影响'>3.3.2 不同条件对7-HCA/SiO2纳米颗粒的荧光强度的影响
  • 3.3.2.1 7-HCA用量对纳米颗粒荧光强度的影响
  • 3.3.2.2 APTES用量对纳米颗粒荧光强度的影响
  • 3.3.2.3 TEOS用量对纳米颗粒荧光强度的影响
  • 3.3.2.4 温度对纳米颗粒荧光强度的影响
  • 3.3.2.5 搅拌时间对纳米颗粒荧光强度的影响
  • 2的荧光图片分析'>3.3.3 7-HCA/SiO2的荧光图片分析
  • 2的反应机理'>3.3.4 7-HCA/SiO2的反应机理
  • 2的荧光强度与其浓度之间的关系'>3.3.5 7-HCA/SiO2的荧光强度与其浓度之间的关系
  • 3.3.6 红外光谱分析
  • 3.3.7 光漂白实验分析
  • 3.3.8 透射电镜（TEM）分析
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 双功能的磁性荧光纳米复合颗粒的制备和研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 实验试剂
  • 4.2.2 实验仪器和实验设备
  • 4.2.3 实验步骤
  • 3O4的制备'>4.2.3.1 Fe3O4的制备
  • 3O4/SiO2的制备'>4.2.3.2 Fe3O4/SiO2的制备
  • 3O4/SiO2/7-HCA/SiO2的制备'>4.2.3.3 Fe3O4/SiO2/7-HCA/SiO2的制备
  • 4.3 实验结果与讨论
  • 4.3.1 荧光光谱分析
  • 4.3.2 复合纳米颗粒的荧光强度与其浓度之间的关系
  • 4.3.3 复合纳米颗粒的荧光照片分析
  • 4.3.4 红外光谱分析
  • 4.3.5 光致荧光漂白实验
  • 4.3.6 透射电镜（TEM）分析
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 结论
  • 5.1 主要结论
  • 5.2 创新点及意义
  • 5.3 对今后工作的建议和展望
  • 参考文献
  • 致谢

    • 相关论文文献

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