單壁碳納米管吸附芳香簇氨基酸機理的同步輻射研究.pdf

1、單壁碳納米管（SWCNTs）因其理想的一維結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出許多奇特的物理、化學特性，被廣泛地應用于生物醫(yī)療領(lǐng)域中，如生物電化學傳感器、藥物的運輸載體、組織工程材料等。然而，在生物醫(yī)療應用中，均涉及生物納米相互作用。
　　 本文利用生物體內(nèi)兩種必需的芳香簇氨基酸-苯丙氨酸（Phe）和色氨酸（Trp）吸附于SWCNTs上，利用近邊X射線吸收精細結(jié)構(gòu)譜（NEXAFS）和同步輻射光電子能譜（SRPES）技術(shù)研究SWCNTs和Phe、Trp之

2、間的相互作用機理。同時，利用不同濃度的HNO3、濃HNO3/濃H2SO4混合酸分別羧化SWCNTs，利用拉曼光譜（Raman譜）去研究不同條件下的羧化情況，提出最佳的羧化條件。
　　 主要的研究工作及結(jié)果如下：
　　 1.SWCNTs 吸附Trp的機理研究利用真空過濾法制得SWCNTs薄膜，將SWCNTs薄膜孵育在飽和的Trp 溶液中1小時，制得吸附Trp的SWCNTs薄膜，分別測試SWCNTs、吸附Trp的SWCNTs

3、、Trp的C-K邊、O-K邊、N-K邊的NEXAFS譜以及C1s、O1s、N1s SPPES譜。
　　 1)吸附后，Trp 樣品的C-K邊NEXAFS譜的288.2eV的吸收峰向低能移動0.6eV，SRSPE譜的羧基的C1s 結(jié)合能向低能移動0.5eV，說明了羧基明顯參與了界面相互作用。
　　 2)吸附后，N-K邊NEXAFS譜和N1s SRPES譜峰的形狀和能量位置可以忽略的變化暗含了氨基沒有涉入界面相互作用。

4、　　 3)吸附后，O-K邊NEXAFS譜的峰形變化并結(jié)合O1s SRPES譜表明了只有Trp分子中羧基中的C=O的O 原子參與了界面相互作用。
　　 2.SWCNTs 吸附Phe的機理研究利用真空過濾法制得SWCNTs薄膜，將SWCNTs薄膜孵育在飽和的Phe溶液中1小時，制得吸附Phe的SWCNTs薄膜，分別測試SWCNTs、吸附Phe的SWCNTs、Phe的C-K邊、O-K邊、N-K邊的NEXAFS譜以及C1s、O1s、N

5、1s SPPES譜。
　　 1)吸附后，Phe 樣品的C-K的NEXAFS譜的288.1eV的吸收峰向低能方向移動了約0.5eV，說明Phe和SWCNTs之間存在明顯的界面相互作用。
　　 2)吸附后，O-K邊NEXAFS譜的邊前鋒明顯變化揭示了羧基中的C=O的O 原子明顯參與了界面相互作用，O1s SRPES譜進一步證明了僅有羰基中的O原子參與了界面相互作用。
　　 3)吸附后，N-K邊的NEXAFS譜峰強的變

6、化證明了氨基中的N 原子也參與了界面相互作用。
　　 4)吸附后，C1s SRPES譜的變化同樣證明了羧基中O 原子和氨基中N 原子都參與了界面相互作用。
　　 3.SWCNTs的羧化條件研究利用Raman譜對SWCNTs 在不同的羧化條件下羧化作用進行研究。Raman譜徑向呼吸模（RBM）的峰變化說明了15M HNO3 使大多數(shù)SWCNTs 管壁遭到破壞，最佳的氧化條件應在10M 左右的HNO3。Raman譜D 峰和G