李博[1]2003年在《激光消融制备有机纳米颗粒的理论与实验研究》文中认为金属和半导体纳米颗粒因其具有奇特的物理和化学特性而使得它们倍受重视。近年来一些学者提出了有机纳米颗粒的制备方法，人们发现有机纳米颗粒同样也具有显着的尺寸效应，这将使得纳米颗粒的研究从无机领域拓展到有机领域。经对比，发现水溶液中激光消融法是制备不溶和难溶于水的有机化合物纳米颗粒的简单有效方法，值得注意的是有机化合物的胶状水溶液可以通过此方法直接得到，这也将使得水可以替代其他的有机溶剂而应用在大多数化工领域中。论文系统的研究了水溶液中激光消融制备有机染料——金属酞菁化合物纳米颗粒的过程，发现了很多新现象，提出了改进该方法的新技术，主要成果如下： 1．成功的制备了平均直径为100nm的α和β晶型的酞菁铜纳米颗粒，并对制备的纳米颗粒进行了X射线衍射、紫外可见光谱和傅立叶红外光谱分析，发现激光消融前后酞菁铜相应的两种晶型均没有发生变化，说明这两种晶型的酞菁铜在激光消融过程中都是稳定的，同时也证明了激光消融方法作为制备这两种晶型酞菁铜纳米颗粒的简单有效性。2．在对酞菁氧钒纳米颗粒的制备中，发现过长时间的激光照射并不能继续提高纳米颗粒的产量，溶液在低温环境下进行激光消融更有助于提高纳米颗粒的制备效率。我们认为纳米颗粒在水溶液中受到的疏水作用力是引起纳米颗粒再聚集的主要原因，从而导致制备效率的下降。3．在激光光束能量密度分别为50、120和200mJ／cm~2下对所制备得到的酞菁氧钒纳米颗粒进行原子力显微镜分析，表明其平均颗粒直径分别为55、105和110nm，从而发现制备得到纳米颗粒的平均直径随着激光强度的增大而增大。4．由光热消融机理给出了激光消融的数学模型，并对单脉冲激光消融深度进行了数学推导。5．为了减缓水溶液中纳米颗粒的再聚集作用，在溶液中分别加入离子型和非离 子型两种表面活性剂，发现其都具有以下四个作用：1．）提高纳米颗粒的制备 效率；11．）提高纳米颗粒在水溶液中的稳定性；Ill．）降低制备所需的激光消融 阈值；IV）减小制备得到的纳米颗粒的平均颗粒直径。6．通过改变表面活性剂在水溶液中的浓度发现可以控制制备得到的酞曾氧钒纳 米颗粒的晶体结构。当表面活性剂处于较高浓度时，制备得到的酞普氧钒纳 米颗粒处于相＊型，当表面活性剂浓度较低时，制备得到其相1型纳米颗粒。 研究还发现表面活性剂的浓度超过其临界胶束浓度后会加速纳米颗粒相1型 向相＊型的转变，我们认为热效应是导致晶型转变的原因。7．通过调节表面活性剂的浓度发现会对酞着铁纳米颗粒胶状水溶液吸收光谱在 Q带内峰值波长产生近100 tun大幅度蓝移和红移的特殊现象。随着表面活性 剂浓度的增大会使峰值波长向短波长方向移动，当降低表面活性剂浓度后， 其峰值波长会从短波长处重新向长波长方向移动。研究发现对酞菩铁纳米颗 粒包裹的表面活性剂胶束的结构变化是产生此现象的主要原因。酞臂铁纳米 颗粒具有的这种特性可使其用于信息存储、图像显示等领域。
杨洁[2]2011年在《齐聚苯撑乙烯衍生物有机晶体及纳米晶体的制备与光电特性研究》文中研究表明有机晶体的分子堆积结构高度有序,是热力学上稳定的分子堆积形态,共轭分子有机单晶通常显示较高的迁移率,表现出优异的光电性能,成为近几年一个新的研究热点。同时,共轭有机纳米晶体由于结构独特,具有特殊的光电性能,展现出广泛的应用前景。然而目前其研究还处于初步阶段,制备技术有待完善,理论还不成熟,因此现在对于纳米晶体的制备和独特性能的研究引起了越来越多的研究者的关注。齐聚苯撑乙烯衍生物化合物本身具有良好的非线性光学响应,易于结晶,可以成为优良的光电晶体材料。本论文制备了几种齐聚苯撑乙烯衍生物的有机晶体和纳米晶体,并研究了其光电性能,主要内容如下：首次发现了有机晶体在双光子诱导下的频率上转换激射现象。通过溶剂置换法制备了E,E-1,4-bis [4'-(N,N-dibutylamino)styryl]-2,5-dimethoxy-benzene(DBASDMB)有机晶体。晶体具有高的晶体质量和优良光学性质。对DBASDMB晶体结构进行了细致分析,晶胞属于叁斜晶系,P1空间群,具有J-聚集的分子堆垛模式。比较研究了晶体中的线性和非线性的性质。使用时间相关的飞秒荧光上转换实验研究晶体和溶液中单光子和双光子激发分子跃迁和弛豫过程的动力学性质。在晶体或者溶液中,单光子或者双光子激发的光谱峰值和形状没有任何的不同,显示发光是产生于同一激发态的。通过非线性透过率法(NLT)测得晶体的双光子吸收截面值为约588.7 GM。在800 nm波长激光的激励下,随着泵浦激光强度的增强沿着晶体长轴的方向产生了高度方向性和相干性的绿色发光,同时光谱的半高宽(FWHM)也随之迅速的减小至5 nm,产生了双光子诱导的放大自发辐射(ASE)现象,发生出频率上转换的激射。双光子激射的阈值计算为1.68 mJ/(cm2·pulse)。晶体表现了强的各向异性。平行于长轴的偏振激光激发下的光强度要显着的更强。在此基础上,进而观察到有机晶体的放大自发辐射的尺寸依赖特性。在单光子和双光子泵浦下不同尺寸的N-(4-(4-(4-(diphenylamino) styryl) styryl) phenyl)-N-phenylbenzene amine (Ph-TPA2)有机晶体分别实现了放大自发辐射。证明了单光子泵浦下有机晶体的ASE阈值存在强烈的尺寸依赖,在同样的增益长度下,ASE阈值随着晶体宽度的减小而减小。在单光子泵浦的情况中,对于48μm宽的晶体,阈值是0.03 mJ-pulse-1·cm-2。当宽度增大时,阈值也增大,当宽度达到222μm时,阈值为0.057 mJ-pulse-1·cm-2。双光子的情况下ASE阈值仅比单光子的情况下的值高几倍,阈值为约0.12 mJ-pulse-19·cm-2,要比预期的低。发光的波导传播和泵浦光在晶体材料中的有效穿透深度是影响ASE的尺寸依赖特性的重要因素。进一步,改进了有机晶体的制备方法。利用改进的物理气相生长方法成功制备了大尺寸高质量的片状的1,4-Bis(4-methylstyryl)benzene (BSB-Me)单晶。通过在水平的PVT生长装置中引入吸附剂(中性氧化铝)可以降低BSB-Me的升华温度,显着的减慢重量减轻的过程,从而增进制备的BSB-Me的晶体质量。晶体具有厘米量级尺寸和光滑表面和一定的柔性。通过光学显微镜、原子力显微镜(AFM)和X-射线衍射(XRD)分析表征了表面形貌和结构信息。晶体的生长机制为二维成核,层状生长。在该晶体中实现了低阈值的自波导放大自发辐射,发光谱半高宽大约10 nm,阈值约为25μJ.cm-2。改进的生长技术同样可以应用在其他有机材料上,除了BSB-Me,2,5-bis(4-biphenylyl)thiophene (BP1T)和5,5'-bis(4-biphenylyl)-2,2'-bithiophene(BP2T)材料也通过这种改进的方法获得了制备。此外,还研究了有机纳米晶体的激光制备和光电性质。使用激光消融法,由在不良溶剂中微米量级尺寸的BSB-Me晶体悬浊液制备了纳米晶体颗粒。微米晶体悬浊液在剧烈搅动的同时被一束通过400 nm透镜聚焦后的能量为29 mJ/cm2·pulse的飞秒激光(800 nm,120 fs,1 kHz)照射后制得了纳米颗粒胶体。纳米晶体颗粒展现了规则的几何构造,呈现长方体外型,并具有良好的尺寸分布,颗粒大小约为100 nm。通过XRD测试证实得到的纳米晶体具有有序的分子堆积。深入研究他们的线性和非线性光学性质,纳米晶体展示了大的荧光量子产率89%。通过Z-scan技术,证明纳米晶体展现了飞秒量级上的高效的非线性光学响应。通过飞秒激光诱导物质前转移技术,获得了BSB-Me、DBASDMB和O-MSB材料的纳米颗粒。纳米颗粒具有规则的几何外型,均匀的分布和良好的分子堆积。研究了激光能量对转移材料形貌及尺寸分布上的影响。用傅里叶变换红外光谱仪进行FTIR测试,证实转移前后材料并没有发生变化。通过X-射线衍射、透射电镜和高分辨透射电镜对晶体结构和形貌进行了表征,证明纳米颗粒存在晶体结构。
孙琦[3]2007年在《飞秒激光纳米加工技术研究》文中研究说明纳米微晶材料,简称纳米材料,是固体材料领域派生出、被誉为“21世纪最有前途的新型材料”,其优异的性能使其制备和加工成为热门的研究领域。飞秒激光因其物质移除质量高、亚微米量级的加工精度、高的深宽比等特点,在纳米材料加工以及纳米结构制备方面占有重要地位。本文对飞秒激光应用于纳米结构加工的理论进行了初步的探讨,并使用中心波长775nm、脉宽150fs、重复频率1KHz的飞秒脉冲激光进行了大量的纳米材料加工和纳米结构制备的实验研究,对加工工艺参数进行了摸索。实验研究表明,飞秒脉冲激光在微纳加工领域有着显着的优势。论文工作主要包括:1.分析飞秒激光加工机理及其特征优势。根据国内外纳米颗粒的制备方法,研究飞秒激光在大气下利用溅射及再沉积原理产生纳米氧化粒子的作用机理。根据理论基础,设计了飞秒激光加工固体材料产生纳米氧化粒子的制备实验。由烧蚀中心等距取样方法,得到粒径尺寸分布规律,和平均粒径与脉冲能量密度及脉冲个数的关系曲线,并根据氧化粒子的氧化百分比推算出氧化过程。实验得到的一系列数据与之前的理论有着较好的对应。2.利用表面等离子激元理论来解释金属表面周期波纹的产生机制。实验证实,不同激光能量引起表面等离子体运动是有区别的,得到的波纹周期会随着能量密度的增大而变大。在观察波纹生长规律的讨论中也验证了表面等离子体振荡理论。利用得到的规律在铜表面上制备了较大范围的光栅结构,为周期波纹在提高金属镜面烧蚀阈值方面的应用提供一种可能性。最后通过对比实验,证实硅的周期波纹与金属波纹生长规律不同,是典型的表面散射波与入射波的干涉产生的,其周期非常接近主波长。这为表面等离子体运动是金属周期波纹的主导因素提供了又一有利证据。3.结合飞秒激光微纳加工的特点加工纳米材料,得到了一些规律性的现象。在此基础上,设计了简单纳米电子元器件的加工。通过实验,体现了飞秒激光加工纳米材料优势。
李渭龙[4]2011年在《碳纳米管多维多尺度杂化结构的可控制备和形成机理研究》文中研究表明碳纳米管(CNTs)由于其独特的准一维结构和优越的物理化学特性,在很多方面都有着巨大的潜在应用。在碳纳米管的诸多应用中,将其用于加强复合材料的性能或制备多功能复合材料方面具有很大的优势,并且可以很快的实现工业化应用。但在制备碳纳米管基聚合物复合材料时,由于碳纳米管纳米级的表面特征和易于弯曲缠绕的特点,使得碳管在聚合物中不易分散,这大大影响了复合材料的性能。为了解决碳管的分散性问题同时又不破坏其本身结构,我们设计了一种基于碳纳米管的多维多尺度复合杂化结构,这种复合杂化结构不但可以在微米尺度自组装碳管,解决其分散性的问题,而且还具有很多其它的优点。多维多尺度杂化结构中碳管的形貌和结构对其改性的复合材料性能有着重要影响,因此,我们对反应条件和载体性质共同塑造杂化结构的机理进行了研究,实现了多维多尺度杂化结构中碳管形貌和组织模式的可控制备。此外,我们还将几种特殊结构杂化粒子用于复合材料中,研究了杂化粒子的引入对复合材料性能的影响以及相应的结构-性能关系。本论文的主要工作如下：(1)对制备杂化结构过程中涉及到的几种碳氢化合物的化学气相沉积过程进行了实验研究。分别研究了反应条件对碳氢化合物热裂解以及催化剂与载体的相互作用对碳氢化合物催化裂解过程的影响。结果表明：H2对不同碳氢化合物热裂解有着不同的作用,而且几种碳氢化合物的成碳机理也不尽相同,但其成碳过程中都会有C6H6产生。(2)对基于A1203微球颗粒的CNTs/Al2O3多尺度杂化粒子的可控制备和形成机理进行了研究。制备了叁种不同结构的杂化粒子,研究了反应条件和微球颗粒的表面性质对杂化粒子形貌和结构的影响以及各种结构的形成机理。制备了堆栈结构的CNTs/Al2O3纳微米杂化粒子,准原位的研究碳管的生长过程以及堆栈结构中界面的形成机理。将制备的CNTs/Al2O3杂化粒子用于改性水性聚氨酯/丙烯酸酯涂料(PUs)涂料,可使PUs涂料的导电、导热和硬度等多方面的性能得到加强,这种CNTs/Al2O3-PUs复合涂料在航空航天等领域有着重要的应用前景。(3)对基于板状SiC颗粒的CNTs/SiC多尺度杂化粒子的可控制备和形成机理进行了研究。制备了两种不同结构的杂化粒子,研究了反应条件和板状颗粒的表面性质对杂化粒子形貌和结构的影响以及各种结构的形成机理。将制备的杂化粒子用于改性聚偏氟乙烯(PVDF)聚合物复合材料,研究CNTs/SiC-PVDF复合材料的电学和热学性能,结果表明：杂化粒子的引入可有效的提高复合材料的电学和热学性能,并使其性能具有各向异性的特点,通过改变杂化粒子的含量可以调节此各向异性的差异。对复合材料结构性能关系进行研究表明：在微米范围自组织的CNTs/SiC杂化粒子,可以通过特殊制备的过程,使其在复合材料里宏观取向排列,在水平和垂直方向上形成了不同类型的导通网络,这种导通网络的差异决定了不同方向上性能的差异。(4)对基于石墨烯(GNs)的CNTs/GNs多维杂化结构的可控制备和形成机理进行了研究。研究了石墨烯的比表面积和反应条件对此多维杂化结构的影响,得到了制备CNTs/GNs多维杂化结构的最佳实验条件。这种CNTs/GNs多维杂化结构可以有效的防止GNs在复合材料里的聚集和堆栈,使得其在改性锂离子电池负极材料和多功能复合材料领域有着潜在的应用前景。
韩东晓[5]2011年在《氧化铜和氧化亚铜纳米流体的制备、表征及性能研究》文中研究表明大部分的可再生资源都来自于太阳,在当前全球气候变暖和节能减排的大背景下,太阳能的利用显得尤为重要。高稳定性纳米流体的制备及其导热性能、流变性能和光热性能研究,对于纳米流体太阳能利用的研究具有重要意义。本文用湿化学法制备了CuO水基纳米流体,用液相法制备了Cu_2O纳米颗粒,通过冷冻干燥-超声分散制备了Cu_2O乙二醇基纳米流体。通过XRD、TEM、SEM、粒度分析、Zeta电位、沉降分析等多种测试和表征方法,研究了合成条件对产物粒径、形貌、微观结构、稳定性等的影响。并所制备纳米流体的光学性能、流变性能、导热性能和光热性能进行了研究。研究结果表明:1)利用湿化学法可以制备高稳定性的CuO水基纳米流体。CuO一次粒子为10nm左右,取向连接成短链状结构;通过改变铜源种类和浓度,可以制备不同形貌和不同稳定性的纳米流体;NaOH加入方式对样品影响不大,但当NaOH过量时,会导致样品稳定性急剧下降;延长反应时间,样品的取向连接增强;洗涤可以提高样品的Zeta电位,从而增强样品的稳定性。2)利用液相法可以制备分散均匀、粒径均一的Cu_2O颗粒,通过冷冻干燥-超声分散可以避免颗粒的团聚,制备稳定性好的Cu_2O乙二醇基纳米流体。Cu_2O颗粒的尺寸随着反应时间的延长而增大,随着NaOH加入量的增加而增大;Cu_2O颗粒的形状随着硫酸铜浓度的增大,由立方块逐渐变为类球形。3) CuO粉末在可见和近红外波段有较好的光吸收性能,Cu_2O粉末在紫外、可见和近红外波段有较好的光吸收性能;CuO和Cu_2O纳米流体的透射率均低于其基液水和乙二醇的透射率,具有较好的光吸收效果;CuO纳米流体的常规透射率低于其半球透射率,其常规透射率和半球透射率均随样品浓度的升高而降低,随样品厚度的增加而降低,常规透射率随颗粒的取向连接增强而降低,而半球透射率与颗粒取向连接关系不大。4) CuO水基纳米流体和Cu_2O乙二醇基纳米流体均为牛顿型流体,二者的粘度均随固含量的升高而增大,随温度的升高而减小;CuO水基纳米流体的粘度与颗粒的取向连接关系不大。5) CuO水基纳米流体和Cu_2O乙二醇基纳米流体的导热系数均高于其基液的导热系数,二者的有效热导率均随固含量升高而增大;随着温度的升高,CuO水基纳米流体的导热系数增大,但其有效热导率基本不变;CuO水基纳米流体的有效热导率随粒子取向连接的增强而增大。6) CuO水基纳米流体和Cu_2O乙二醇基纳米流体的光热性能均优于其基液的光热性能,均随固含量的升高而增强;CuO水基纳米流体的光热性能随着粒子取向连接的增强而增强;Cu_2O乙二醇基纳米流体的光热性能与其颗粒的形状关系不大。
赵红艳[6]2013年在《金属纳米颗粒对中药有机成分蛇床子素和稀土离子(Eu~(3+))发光影响的研究》文中研究说明本文系统介绍了金属纳米颗粒的制备、表征以及应用,回顾了研究金属纳米颗粒局域表面等离子体共振特性常用的理论模型、理论方法和模拟软件做了简要的回顾。金属的材料特性、形状、尺寸等都是影响金属纳米颗粒光学特性的关键因素,纳米颗粒和荧光物质之间的距离也是影响荧光物质发光强度的主要参数。荧光物质的选择又分为有机物和无机物。本文在研究金属纳米颗粒局域表面等离子体共振(LSPR)特性的基础上,就金属纳米颗粒对中药有机成分蛇床子素的荧光淬灭现象,金属纳米颗粒对稀土离子铕离子的发光影响,从理论和实验两个方面做了系统的研究和分析。其主要内容如下：一：我们先用FDTD软件模拟了金属银纳米颗粒的LSPR特性,就颗粒的尺寸、形状、外界折射率等几个方面分析了影响银纳米颗粒局域表面等离子体共振特性变化的因素。同时指出,颗粒的形状对影响金属纳米颗粒LSPR共振峰位置的影响远大于其它几个因素。根据银纳米颗粒的LSPR特性,我们模拟了不同外界折射率条件下,半径为12nm的球形银纳米颗粒共振峰的变化,说明纳米颗粒作为LSPR探测器的探测潜力。研究了不同浓度下白芷水溶液的荧光光谱以及不同pH值下白芷荧光光谱的变化。在白芷稀溶液的浓度由0.075mg/ml变化为2.5mg/ml的范围内,荧光强度和浓度呈线性正比关系。通过不同pH值下白芷溶液荧光现象的分析,验证了香豆素类化合物是白芷的主要荧光成分。计算了荧光量子产率,为白芷以后的研究提供了一个定量分析数据。研究了在球形银纳米颗粒存在条件下,中药白芷的荧光淬灭现象,并对现象产生的原因给出了简单解释,就淬灭现象得出更大范围内荧光强度和浓度的线性关系。二：通过荧光光谱、吸收光谱以及时间积分荧光光谱实验,研究了在银纳米颗粒的尺寸由5nm增加到25nm的过程中,中药有机成分蛇床子素荧光淬灭程度的变化。随着银纳米颗粒尺寸的增加,荧光分子荧光淬灭程度逐渐减弱。从辐射和无辐射衰减速率的角度出发对此现象做出了合理解释,利用Gersten-Nitzan模型从理论上分析了纳米颗粒对荧光分子发光强度的改变,实验和理论一致性很好。研究表明：动态淬灭和静态淬灭都是造成荧光分子荧光淬灭的原因。叁、研究了半径为12nm的球形银颗粒和半径为20nm的球形金颗粒对稀土复合物Eu(TTFA)3发光的影响。当入射光波长为350nm时,掺杂银纳米颗粒的铕离子在612nm处的发光强度可增加2.5倍。除了满足纳米颗粒局域场增强外,纳米颗粒局域表面等离子体共振光谱和荧光分子吸收光谱的重迭度也是激发场增强荧光物质发光的另一个重要因素。通过准静态近似理论模拟了在平面波照射下单个金属纳米颗粒周围的场分布情况。当入射光波长等于金属纳米颗粒局域表面等离子共振波长时,场增强因子可最大。
高小童[7]2013年在《新型荧光纳米材料的合成及性质》文中研究说明近年来,由于荧光探针在化学传感、生物检测及光学元件等领域的广泛的需求,荧光纳米材料得到人们前所未有的重视。相比于传统的荧光染料,荧光纳米材料不仅具有较高的荧光强度和优越的光稳定性,而且具有纳米材料特有的量子效应、小尺寸效应等性质,从而可以弥补传统的荧光染料无法克服的缺陷,为化学、物理、医学和生物领域都带来新的发展机遇。目前研究最热、发展最快的当属半导体量子点和碳量子点两类荧光纳米材料。无机半导体量子点由于荧光强、粒径小、光稳定性好,因而倍受人们青睐,所以研究此类量子点的新型制备和表面修饰方法具有重要意义。但是,因为这类量子点含有Cd、Pb、Hg等重金属离子,毒性较大,发展不含毒重金属的新型荧光材料也是当前的发展趋势之一。碳点及有机物聚合物荧光纳米材料由于其较低的生物毒性和稳定的化学性质,已成为人们关注的焦点。本学位论文工作采用新颖的一步光化学合成法制备了高量子产率的水溶性CdTe(S)叁元混晶结构的量子点,并通过一步光化学法制备了表面聚合物修饰的CdTe(S)量子点；通过一步溶剂热的方法制备了纯粹的聚合物荧光纳米材料,利用水热法改性炭黑获得了高量子产率的荧光碳纳米材料,并对这些荧光纳米材料的性质进行了系统表征。本学位论文共分为五章。第一章：简单介绍了纳米材料的概念,着重介绍了半导体量子点、碳量子点点等荧光纳米材料的发展背景、制备方法、表面修饰及在多个领域的应用。第二章：通过一步光化学合成法制备了高量子产率的水溶性CdTe(S)量子点,该法只需将氯化镉溶液、新鲜制备的碲氢化钠溶液及巯基乙酸按照一定的比例混合,直接置于500W高压汞灯下照射25分钟,即可制得量子产率高达80%的量子点。所合成的量子点的平均粒径小,约为2.2nm,是一种Cd、S、Te叁元混晶结构的量子点。这种一步光化学合成法操作简便快捷,适合大批量合成。第叁章：利用一步光化学合成法制备了聚合物修饰的CdTe(S)量子点,将量子点的合成与聚合物的包覆合为一步,半小时内即可制得量子产率≥74%的聚合物修饰的量子点。并且通过调节反应条件可以方便的改变量子点的荧光颜色,从而制得绿色、黄色、橙色、红色等不同颜色发射的CdTe(S)量子点。本章共分两节,分别为采用一步光化学合成法制备N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DPMA)聚合物包覆的两性量子点和聚丙烯酸修饰的量子点。我们通过MTT(噻唑蓝)细胞实验和大肠杆菌实验证明聚合物修饰的量子点的生物毒性明显降低。另外,DPMA聚合物修饰的量子点对溶液pH值的响应非常灵敏,从而可以用来检测溶液的pH值。而通过HTB-95637膀胱癌细胞的细胞成像试验可知,丙烯酸修饰的量子点可以吸附在细胞膜上。第四章：主要以叁聚氰胺和二醛类化合物为起始单体,基于西弗碱反应,通过简单的一步溶剂热反应制备了具有强荧光的纯聚合物纳米颗粒。本章共分为两节,第一节主要利用叁聚氰胺和乙二醛反应制备了一种发射强烈的近白色荧光的聚合物纳米材料,量子产率为22%。通过调节激发波长,可以改变纳米颗粒的发射光谱,从而发出白色,蓝色,绿色,黄色,橙色和红色等不同颜色的荧光。第二节主要利用叁聚氰胺与戊二醛的聚合反应制备了另外一种聚合物纳米材料,可以发出很强的绿色荧光。第五章：本章主要通过一种经济温和的水热合成法,利用商品化炭黑作为起始原料,乙二醇作为钝化剂,硝酸作为氧化剂,制备了高量子产率(QY=25%)的荧光碳点。此碳点的发射波长随激发波长的红移而不断红移,并发出蓝色、绿色、黄色、橙色、红色等不同颜色的荧光。碳点的纳米颗粒粒径较小,只有2-3nm,可以穿透植物细胞的细胞壁、细胞膜和核膜进入细胞核,从而可以用来特异性标记细胞核。
饶伟[8]2009年在《基于碱金属的肿瘤微创消融方法研究》文中研究表明基于射频、微波、超声及激光加热等原理制成的传统医疗设备在确保有效杀灭肿瘤的同时又不伤及正常组织的问题上面临共同难题,并且大多存在结构复杂、手术费用高昂等特点。为克服上述问题,本文首次提出了碱金属热化学消融方法,并从理论和实验两方面,深入探索了新型热消融模式下的一系列关键基础问题。为全面认识碱金属消融方法对生物组织的破坏机制,本文对碱金属作用后的热效应、化学效应及空穴效应给予了全面评估,获取了描述细胞损伤速率的动力学参数,同时结合细胞损伤过渡态理论,通过活化自由能与温度之间的关系指出了不同处理下细胞损伤反应方向及速率的变化。通过剖析碱金属与组织间质水之间化学反应的特点,指出化学反应的放热率主要取决于组织中水分子的扩散通量,由此建立了碱金属放热率方程。同时对OH-在组织中反应扩散形成的溶解层及渗透层位移变化进行了定量刻画。基于对放热特性及生成物扩散特性的了解,建立了描述流体输运的传热传质模型,并分析了组织含水量、血液灌注率等参数对温度场及浓度场的影响。考虑到传统热损伤理论在描述碱金属消融损伤问题上的局限性,建立了热传导、扩散及化学反应相耦合的评价热化学损伤的熵产理论。构建了基于变色明胶体模的消融区形态和空间分布的叁维重建方法,提供了精确的剂量定量化工具。本文还通过荷瘤小鼠统计学实验比较了该方法与单一热疗或化学消融的肿瘤抑制率,同时引入红外测温手段发展了体表热学监测与术后评估体系,并提出了基于红外数据的体内温度场重构方法。尝试建立了注射式液态碱金属治疗平台,并考察了损伤后的病理变化及消融范围与注射量之间的关系。针对大多热疗方法中血管冷却效应制约热疗效果的问题,本文对存在大血管的碱金属消融后温度分布也进行了研究,由此明确了血管参数及血流速度对消融剂量的影响程度。以上研究可望引申出一种全新的低成本肿瘤微创治疗手段,就其中生物传热传质等基础问题的研究,对建立适宜于临床应用的高效热化学消融方法及其有效应用具有重要意义。
傅政[9]2017年在《碳量子点功能化修饰及其在生物成像与传感中的应用》文中研究指明碳量子点是以碳为基本结构单元,叁维空间均是纳米尺寸,可分散于水或其他溶剂中,近似球形,表面含有大量有机官能团的一种碳纳米材料。由于其具有独特的发光性能,极好的水溶性,低毒性和良好的生物相容性,被广泛应用于生物成像、传感、光催化、药物等多个技术领域。本文通过设计不同的化合物作修饰物,对碳量子点表面进行修饰,成功构建了对金属离子有特殊响应功能的荧光纳米探针。并对探针在细胞成像、生物传感及实际样品中离子检测的可行性进行了系统研究。主要内容如下:(1)乙二胺四乙酸二钠(EDTA)分子中含有碳、氮原子,硫脲分子中含有氮、硫原子。杂原子氮、硫可以用来提高碳量子点的荧光量子产率,本文首次使用EDTA和硫脲作原料,通过水热法一步合成了氮、硫共掺杂碳量子点。并发现当EDTA与硫脲的摩尔比为1:2.5,合成温度和加热时间分别为180?C、10 h时,合成的碳量子点水溶性好,单分散,平均粒径约2.5 nm,荧光强度最强。无需进一步化学修饰,该碳量子点的荧光可以有效被金属汞离子所猝灭。实验表明,即使在汞离子浓度很低时,也可将其荧光显着猝灭,这意味着一个高选择性和灵敏性的汞离子荧光探针已构建。将其用于实际水样中汞离子的检测,汞离子的回收率为96.4-105.2%。并可用于菌体中汞离子的检测。(2)以EDTA为原料,通过水热法合成碳量子点。该碳量子点表面富含羧基、氨基和羟基,用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)活化羧基,然后以氨基硫脲作为识别分子,通过羧基与氨基硫脲的氨基发生酰胺化反应,将氨基硫脲修饰在碳量子点表面。修饰后的碳量子点表现出明显的波长依赖性,最佳激发和发射波长分别为370 nm和450 nm。此外,当pH值由3增加到10时,碳量子点的荧光强度变化很小。且在不同浓度的离子溶液里,碳量子点同样具有很好的稳定性,荧光强度几乎不变。在Tris-HAc缓冲体系里时,碳量子点的荧光强度最大。修饰后的碳量子点对Cu2+具有特殊选择性。用该碳量子点对HeLa细胞和大肠杆菌生物成像,发现当激发波长为405 nm和488 nm时,二者在激光共聚焦显微镜下分别发出强烈的蓝色和绿色荧光。然而,同样条件下,未加入碳量子点的HeLa细胞和大肠杆菌却没有荧光信号发出,表明修饰后的碳量子点易穿过细胞膜并在细胞里聚集。在吸收了碳量子点的细胞里继续加入Cu2+,其原来的荧光信号明显减弱,说明该碳量子点可用于多色生物成像及生物传感。(3)室温下以无水乙醇为溶剂,利用异硫氰酸丁酯和水合肼反应制得了4-丁基氨基硫脲。以4-丁基氨基硫脲作为识别分子,碳量子点作荧光材料,通过化学反应将其修饰到碳量子点表面,成功构建了对铜离子具有特殊响应的荧光纳米探针。当Cu2+浓度在0-0.10μΜ和4-50μΜ范围内时,荧光强度和浓度呈良好线性关系,Stern-Volmer方程分别为F/F0=1.0005-0.6710[Cu2+](R2=0.9994)及F/F0=0.6671-0.094[Cu2+](R2=0.9982),检测限为5.05 nM。此外,该荧光探针还表现出极好的水溶性、低细胞毒性、良好的生物相容性及细胞膜通透性。随后又对方法的作用机理进行了推测,并将该方法用于矿泉水和头发中Cu2+的测定。(4)用4-萘基-3-氨基硫脲对碳量子点表面功能化处理,然后TEM表征。分析结果得到,功能化后的碳量子点平均粒径约3.1 nm,较原始碳量子点的粒径(2.4 nm)增大了0.7 nm,表明4-萘基-3-氨基硫脲被修饰到了碳量子点表面,它的加入引起了碳量子点粒径增加。该结论也被红外及XPS结果所证实。铁离子可以使碳量子点的荧光强度明显改变、猝灭。这可能是由于碳量子点表面的4-萘基-3-氨基硫脲起了重要作用,它与Fe3+之间的络合作用产生了内滤效应,促使了碳量子点的荧光猝灭。将修饰后的碳量子点加入到HeLa细胞培养基里对细胞培养,荧光显微镜下观察,发现细胞核内的荧光强度较弱,而细胞质内的荧光强度相对较强。这一结果对于碳纳米材料在细胞定位上的应用具有一定价值。
乔峰[10]2010年在《Ag、石墨烯纳米流体的制备及性能研究》文中研究说明纳米流体是指把金属或非金属纳米粉体分散到水、醇、油等传统换热介质中,制备成均匀、稳定、高导热的新型换热介质,这是纳米技术应用于热能工程这一传统领域的创新性的研究。纳米流体在能源、化工、汽车、建筑、微电子、信息等领域具有巨大的潜在应用前景,从而成为材料、物理、化学、传热学等众多领域的研究热点。本论文主要进行以下几个方面研究:以柠檬酸钠、硼氢化钠为还原剂,采用湿化学法制备了Ag-H2O纳米流体;采用分散法,将制备好的Ag纳米颗粒分散到乙二醇中,制备了Ag-EG纳米流体。以天然鳞片石墨为原料,制备了石墨烯-H2O纳米流体。利用粒度分析、zeta电位、透射电镜、扫描电镜、原子力显微镜、X-射线衍射、紫外-可见光谱等手段,研究了制备条件对产物结构、形貌的影响规律,并深入研究了纳米流体的流变及导热性能。研究结果表明:1)Ag纳米颗粒为类球形结构,平均粒径为60nm左右,随硝酸银浓度的增加,所制备的Ag纳米颗粒聚集成链状结构。2)石墨烯为片状结构,其单层厚度约为0.344nm,略高于理论值0.335nm,表面存在不同程度的褶皱。随着石墨烯-H2O纳米流体浓度的增加,石墨烯片之间产生堆垛现象。3)Ag-H2O、Ag-EG纳米流体为牛顿型纳米流体。石墨烯-H2O纳米流体,其浓度大于1mg·ml-1时,表现为非牛顿型纳米流体,反之,有向牛顿型纳米流体转变的趋势。4)20~60℃温度范围内,当Ag纳米颗粒的体积分数为0.121%时,与H2O相比,Ag-H2O纳米流体的导热系数提高了8.9%~78.5%; 25℃时,Ag-EG纳米流体的体积分数由0.03vol%提高到0.12vol%,其导热系数由1.6%增加到7.0%;55℃时,相同体积分数变化的条件下,其导热系数由5.0%增加到24.6%。石墨烯-H2O纳米流体的导热系数随固含量的增加而减小,随温度的升高而增大,25℃时,石墨烯-H2O(0.2mg·ml-1)纳米流体的导热系数提高17.7%。本论文的创新之处在于:1、采用湿化学法制备了高体积分数的Ag-H2O纳米流体;分散法将具有链状结构的Ag纳米颗粒分散到乙二醇中,制备了Ag-EG纳米流体。2、采用氧化-还原法首次制备了石墨烯-H2O纳米流体,石墨烯为单层片状结构,单层高度为0.344nm。
参考文献：
[1]. 激光消融制备有机纳米颗粒的理论与实验研究[D]. 李博. 浙江大学. 2003
[2]. 齐聚苯撑乙烯衍生物有机晶体及纳米晶体的制备与光电特性研究[D]. 杨洁. 吉林大学. 2011
[3]. 飞秒激光纳米加工技术研究[D]. 孙琦. 天津大学. 2007
[4]. 碳纳米管多维多尺度杂化结构的可控制备和形成机理研究[D]. 李渭龙. 西北大学. 2011
[5]. 氧化铜和氧化亚铜纳米流体的制备、表征及性能研究[D]. 韩东晓. 青岛科技大学. 2011
[6]. 金属纳米颗粒对中药有机成分蛇床子素和稀土离子(Eu~(3+))发光影响的研究[D]. 赵红艳. 南开大学. 2013
[7]. 新型荧光纳米材料的合成及性质[D]. 高小童. 兰州大学. 2013
[8]. 基于碱金属的肿瘤微创消融方法研究[D]. 饶伟. 中国科学院研究生院（理化技术研究所）. 2009
[9]. 碳量子点功能化修饰及其在生物成像与传感中的应用[D]. 傅政. 河南师范大学. 2017
[10]. Ag、石墨烯纳米流体的制备及性能研究[D]. 乔峰. 青岛科技大学. 2010
标签：物理学论文; 无线电电子学论文; 碳量子点论文; 纳米效应论文; 荧光淬灭论文; 荧光猝灭论文; 荧光材料论文; 纳米论文; 晶体生长论文; 纳米粒子论文; 荧光强度论文; 纳米材料特性论文; 荧光分析法论文; 荧光检测论文; 晶体论文;