熒光碳納米顆粒的制備及其功能化.pdf

1、熒光碳納米顆粒是一種尺寸小于10 nm的，具有強(qiáng)烈激發(fā)依賴性的熒光碳納米材料，逐漸成為了一種引人注目的材料。本工作是采用水熱法碳化 EDTA·2Na制備能夠發(fā)出強(qiáng)烈的藍(lán)綠色熒光的碳納米顆粒，將光敏性的螺吡喃和聚苯乙烯修飾在其表面，改變碳納米顆粒的表面性質(zhì)，使其在能量轉(zhuǎn)換/存儲、工程技術(shù)等方面的應(yīng)用提供新的途徑。論文的主要內(nèi)容如下：
　　1.采用 EDTA·2Na為分子前驅(qū)體，通水熱法合成制得了發(fā)出藍(lán)綠色熒光的碳納米顆粒。獲得的碳納

2、米顆粒大小分布較單一，尺寸分布在3 nm左右，表面帶有許多-OH，-COONa等功能性基團(tuán)。
　　2.將羧基螺吡喃分子通過共價鍵連接修飾在熒光碳納米顆粒的表面，合成了藍(lán)綠光和紅光之間可實(shí)現(xiàn)熒光可逆調(diào)控的復(fù)合納米顆粒。在紫外光和可見光的照射下，復(fù)合納米顆粒中的螺吡喃基團(tuán)可以在開環(huán)結(jié)構(gòu)（MC態(tài)）和閉環(huán)結(jié)構(gòu)（SP態(tài)）之間發(fā)生可逆轉(zhuǎn)變，而發(fā)射藍(lán)綠色熒光的碳納米顆粒只能和MC態(tài)螺吡喃之間才能夠發(fā)生有效的FRET。通過螺吡喃修飾的碳納米顆粒不

3、僅展現(xiàn)了很好的光可逆調(diào)節(jié)，還具有穩(wěn)定性好、響應(yīng)性快的優(yōu)點(diǎn)。
　　3.采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法（ATRP）在熒光碳納米顆粒表面引發(fā)聚合接枝聚苯乙烯（PS），獲得了復(fù)合納米粒子 f-CNP-g-PS。采用核磁共振（1H NMR）、紅外光譜（FT-IR）、透射電鏡（TEM）、凝膠滲透光譜（GPC）、動態(tài)光散射（DLS）和熒光光譜對其進(jìn)行了表征。結(jié)果表明碳納米顆粒的表面成功地接枝了PS，并且f-CNP-g-PS分散在溶液中還是以固體性質(zhì)存

4、在都展現(xiàn)了優(yōu)良的熒光性質(zhì)，同時比未修飾前具有更好的分散性。
　　4.采用可逆加成—斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合法(RAFT)法合成碳納米顆粒表面引發(fā)接枝聚苯乙烯和聚丙烯酸的嵌段聚合物（PS-b-PAA），獲得了復(fù)合納米顆粒f-CNP-PS-b-PAA。采用核磁共振（1H NMR）、紅外光譜（FT-IR）、凝膠滲透光譜（GPC）和熒光光譜對其進(jìn)行了表征。復(fù)合納米顆粒 f-CNP-PS-b-PAA的分子量可以通過變化反應(yīng)時間和單體與碳納米顆粒的投料