聚合物修飾的石墨烯量子點的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、在全球經(jīng)濟大發(fā)展的前提下，能源短缺和環(huán)境污染已然成為社會發(fā)展的兩大問題。在利用能源過程中帶給環(huán)境的問題對社會的影響深遠。各國政府都已經(jīng)在新能源方面的研究中投入巨大精力，以期可以在清潔能源和環(huán)境污染治理方面做到有機結(jié)合，降低環(huán)境污染和提高社會生產(chǎn)效率，對人類久遠的發(fā)展具有深遠的實際意義。此時，能源豐富、無污染的太陽能進入研究者的視線。而目前，半導(dǎo)體量子點在紫外光下因其自身獨特結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能而引起了廣泛研究，如何將其應(yīng)用擴展到可見

2、光范圍是目前的研究熱點。石墨烯量子點是當(dāng)今的新型材料，其優(yōu)異的光學(xué)性能和生物潛在應(yīng)用引起了研究者的關(guān)注，以期它既可以光催化降解水中有機物，又同時可以對水中的污染微生物進行靶向治理。
　　本文以檸檬酸為碳源，水熱合成石墨烯量子點（graphene quantum dots，GQDs），并用聚乙烯亞胺（polyethylenimine，PEI）、聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）分別對GQDs進行修飾，得到GQ

3、Ds-PEIs和GQDs-PEGs。采用傅里葉變換紅外光譜、高分辨透射電子顯微鏡、熒光光譜儀和紫外可見光光譜儀對以上產(chǎn)物進行表面官能團、形貌、粒徑和光學(xué)性質(zhì)的分析。結(jié)果表明，GQDs的粒徑均一（2-5 nm），具有大量含氧官能團，發(fā)藍光，具有獨立激發(fā)性能，聚合物修飾的GQDs發(fā)射光譜出現(xiàn)了不同程度的紅移現(xiàn)象。
　　研究了GQDs，GQDs-PEIs，GQDs-PEGs在生物方面的潛在應(yīng)用，包括生物相容性應(yīng)用和生物成像應(yīng)用。細胞毒性

4、的測試結(jié)果表明樣品濃度在0-200μg/ml濃度區(qū)間內(nèi)，細胞的成活率都在67％以上，間接說明GQDs，GQDs-PEIs，GQDs-PEGs對細胞的毒性較小；三個樣品相比，在各個樣品濃度下，細胞成活率從高到低依次是GQDs，GQDs-PEGs，GQDs-PEIs。生物成像方面，當(dāng)把樣品GQDs，GQDs-PEIs，GQDs-PEGs與MG-63細胞共同孵育6小時后，三者都能進入到細胞中，這為細胞中的生物成像、生物探針、生物載藥提供了新的

5、可能。
　　同時通過亞甲基藍可見光下光催化降解討論材料的光催化性能。同等濃度下，對亞甲基藍的降解速率從高到底依次是GQDs，GQDs-PEIs，GQDs-PEGs。分析原因是由于在光降解過程中，材料表面的含氧官能團產(chǎn)生氧自由基和羥基自由基氧化亞甲基藍，從而使其降解。而GQDs-PEIs和GQDs-PEGs因聚合物的官能團與GQDs表面的含氧官能團結(jié)合，從而減緩了自由基在光下的生成。同等聚合物分子量下，PEI含有的大量氨基可以與GQ