一維納米雜化材料的光電傳感性質(zhì)及在環(huán)境檢測(cè)中的研究.pdf

1、單壁碳納米管（SWCNTs）自其被發(fā)現(xiàn)以來，就以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)吸引人們廣泛的關(guān)注。在其眾多性質(zhì)中，首要的應(yīng)該是它們的電學(xué)性質(zhì)，它們通常是作為電學(xué)材料來使用。高的電荷淌度和優(yōu)良的彈道輸運(yùn)特性將使它們能在未來的電器設(shè)備中成為替代硅的最佳材料。此外，單壁碳納米管（SWCNTs）融合到傳統(tǒng)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）的結(jié)構(gòu)中，還能充分發(fā)揮場(chǎng)效應(yīng)管的特性。就其應(yīng)用而言，由于其特有的準(zhǔn)一維電子結(jié)構(gòu)和超高的比表面積，使得用它們?yōu)椴牧现瞥傻膫鞲衅饔兄鴤?/p>

2、統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)越性。
　　 另外，具有獨(dú)特光學(xué)性質(zhì)的一維金納米顆粒（Gold Nanorods）也是人們關(guān)注的熱點(diǎn)，它們?cè)谟袡C(jī)-無機(jī)化合物，光電子學(xué)，生物材料和生物醫(yī)藥等方面都有著潛在的應(yīng)用。金納米顆粒有一個(gè)重要的性質(zhì)，那就是當(dāng)經(jīng)過一定頻率的入射光照射后，其表面的電子會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的振蕩，這種現(xiàn)象稱為表面等離子共振（SPR）。而表面等離子共振（SPR）的強(qiáng)度和波長(zhǎng)對(duì)周圍環(huán)境反應(yīng)非常敏感，通過表面增強(qiáng)Raman（SERS）的測(cè)量

3、，可以利用這一特性進(jìn)行傳感性研究。
　　 無論是單壁碳納米管（SWCNTs）還是金納米顆粒（Gold Nanorods）都是很好的傳感材料，它們將會(huì)在未來的傳感器研究和發(fā)展中起到十分重要的作用。本論文主要采用合成的一些敏感材料對(duì)碳納米管（SWCNTs）和金納米棒（GoldNanorods）進(jìn)行了化學(xué)修飾，并研究了它們的傳感性。主要內(nèi)容如下：
　　 一、首次合成了兩個(gè)含六氟異丙醇基團(tuán)（HFIP）的化合物，對(duì)六氟異丙醇苯胺（

4、HFIPA）和N-4-六氟異丙醇苯基-1-芘丁酰胺（HFIPP），并分別用它們修飾單壁碳納米管（SWCNTs），得到兩個(gè)碳管雜化材料SWCNT-HFIPP及SWCNT-HFIPPH。考慮到六氟異丙醇基團(tuán)（HFIP）與神經(jīng)毒劑沙林之間能形成強(qiáng)烈的氫鍵作用，所合成的兩個(gè)復(fù)合材料分別被制作成化學(xué)微傳感器并對(duì)沙林的模擬物甲基磷酸二甲酯（DMMP）進(jìn)行了檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果表明它們對(duì)DMMP的響應(yīng)表現(xiàn)出很高的靈敏性和選擇性，可以預(yù)測(cè)這兩種材料在未來爆炸

5、物及其它化學(xué)戰(zhàn)劑的檢測(cè)中能發(fā)揮潛在的作用。
　　 二、首次合成了一個(gè)環(huán)糊精衍生物：?jiǎn)?6-脫氧-6-對(duì)氨基苯氨基-β-環(huán)糊精（PCD），并通過重氮化反應(yīng)將PCD 修飾到單壁碳納米管（SWCNTs）上，得到一個(gè)新的單壁碳納米管雜化材料（SWCNT-PCD）?；诃h(huán)糊精有很好的分子識(shí)別性，該雜化材料被制成了化學(xué)電阻型傳感器，并用它對(duì)自然界中的持久有機(jī)污染物（POPs）進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果展現(xiàn)出優(yōu)良的靈敏性和選擇性。研究還表明傳感器電導(dǎo)的

6、變化率隨PCD和不同POPs分子之間的結(jié)合常數(shù)的增大而增大，可以預(yù)測(cè)該傳感器在環(huán)境檢測(cè)中有著潛在的應(yīng)用。
　　 三、合成了不同長(zhǎng)徑比的一維金納米棒（Gold Nanorods），并用單-6-巰基-β-環(huán)糊精對(duì)它們進(jìn)行化學(xué)修飾，得到金納米棒的復(fù)合材料，其特殊的結(jié)構(gòu)提高了對(duì)農(nóng)殘分子的捕捉力，第一次使用這種材料的表面增強(qiáng)Raman 效應(yīng)（SERS）對(duì)農(nóng)殘甲基對(duì)硫膦進(jìn)行了檢測(cè)。研究表明長(zhǎng)徑比為二的金納米棒能表現(xiàn)出更好的SERS 效應(yīng)。由