导读:本文包含了表面功能化论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:纳米,表面,功能,纤维素,石墨,金刚石,疏水。
表面功能化论文文献综述
贾永胜,李恩泽,杜志平,程芳琴[1]（2019）在《磁性Fe_3O_4纳米颗粒表面功能化改性及在废水处理中的应用进展》一文中研究指出经过表面功能化改性的磁性纳米材料在自身稳定性提高的同时可以实现功能多样性,从而拓宽在工业中的应用范围。综述了无机材料、有机小分子和有机高分子材料对磁性Fe_3O_4纳米颗粒的表面功能化改性及其近年来在废水处理中的应用研究进展,总结了各种改性材料的优缺点,对磁性Fe_3O_4纳米吸附材料的应用前景进行了展望。指出以磁性Fe_3O_4纳米颗粒为基体兼顾合成高分子和天然高分子材料性能的绿色复合吸附剂的研究和开发是未来废水处理用磁性纳米吸附材料的研究热点。(本文来源于《化工新型材料》期刊2019年11期）
袁晓溪[2]（2019）在《表面功能化硼掺杂金刚石电化学电极制备及痕量污染物检测》一文中研究指出金刚石是一种具有独特电学性质、物理性质、化学性质和机械特性的宽禁带半导体。它作为一种性能优异的材料,在实际领域中具有广泛的应用。将金刚石与纳米材料、生物材料等结合,可充分拓展金刚石实际应用的领域,使其在应用时某些方面的性能更加优异,从而获得更广泛的的应用前景与实用价值。本论文研究使用不同方法实现金刚石表面微纳结构的制备,一方面通过氢等离子体对金刚石进行加热处理,制备纳米锥金刚石,并对其形成机制进行了研究。通过微纳结构增加金刚石的表面积且氢等离子体处理后表面具有疏水性,将纳米锥金刚石电极用于壬基酚(4-NP)的浓度检测。另一方面,利用二次离子溅射和高温快速退火相结合的方法,实现金纳米颗粒均匀修饰的金刚石膜,在此基础上修饰生物因子成功制备生物传感器,在特异性检测持久性有机污染物多氯联苯-77(PCB-77)方面表现十分灵敏。主要成果如下:(1)使用不同的方法成功制备金刚石表面纳米结构。利用氢等离子体处理硼掺杂金刚石(BDD)的方法制备出纳米锥BDD,金刚石纳米锥的成因机制为由氢等离子体处理而蒸发的碳源在BDD表面二次成核形成纳米锥形颗粒,纳米锥BDD表面有大量的凹坑和纳米尺度的凸起。氢等离子体处理法具有无需预处理、操作简便、高效等诸多优点,在实现超硬碳材料的微纳加工领域另辟蹊径,提供了新思路。利用离子溅射和热氧化法制备纳米金颗粒修饰的BDD,通过调控溅射金膜和热氧化时间调控金刚石表面金颗粒的尺寸及密度。(2)将氢等离子体处理BDD得到的纳米锥金刚石电极用于环境激素污染物4-NP的痕量检测。制备的传感器在检测4-NP方面具有可重复使用,稳定性好、特异性强,检测限低等优点,该传感器线性检测范围为1.0×10~(-7)~1.0×10~(-9) M,检测4-NP达到亚纳摩量级(0.26 nM),检测极限比普通BDD低叁个数量级。这是由两个因素造成的。一方面,纳米锥体BDD表面有大量的凹坑和纳米尺度的凸起,有利于增加表面积和反应位点。另一方面,氢终止导致疏水表面,4-NP比水分子更容易到达纳米锥体BDD电极表面。物理吸附使4-NP分子更容易到达纳米锥BDD表面发生氧化反应,理论计算与实验结果一致。本研究将对金刚石传感器在广泛的工业领域中检测低浓度和痕量物质具有重要意义。(3)利用二次离子溅射和热氧化方法,可在金刚石表面均匀修饰粒径约13nm密度约为2.5×10~(11)/cm~2的金纳米颗粒,在Au-S共价键作用下,适配体自组装在金纳米颗粒上,进一步修饰适配体和巯基己醇,以此特殊结构制备传感器来检测有机污染物PCB-77。该传感器线性检测范围为1.0×10~(-15)~1.0×10~(-11) M,检测PCB-77达到亚飞摩量级(0.32 fM)的低检测限,成功实现了PCB-77的痕量检测。可以通过稀释待测溶液使检测浓度调整到待测区间内,然后计算出原始浓度使测量区间从fM扩展至实际需要范围。实验证明适配传感器具有良好的灵敏度、特异性、重现性和可重复使用性。这些优点可归因于BDD膜、金纳米颗粒、适配体和巯基己醇的协同作用:BDD基底具有低背景信号;致密的金纳米颗粒明显增加了适配体的吸收位;对PCB-77具有高亲和力和特异性的适配体在捕获PCB-77后可实现高灵敏度是由于适配体捕获PCB-77后构象发生变化从而阻碍Fe(CN)_6~(3-/4-)从适配体之间的间隙到达电极表面;加入的巯基己醇分子可以舒展适配体以捕获更多的PCB-77并占据金纳米粒子的空余位点进一步减少非特定吸附;基于以上原因,该传感器具有高灵敏度。本文实现金刚石表面微纳结构及表面功能化制备,并在环境污染物痕量检测取得重要结果,证明了金刚石膜自身具有稳定性高、抗垢能力强、与生物适配体结合的特异性识别方面具有得天独厚的优势,为研制新型金刚石基电化学传感器提供了重要的实验数据。金刚石表面微纳结构及表面功能化制备思路参考发表的论文。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
林森[3]（2019）在《聚多巴胺表面功能化及其对水中PFOS分离富集性能研究》一文中研究指出由于Fe_3O_4具有生物相容性和超顺磁性,受到了众多科学研究者的青睐。将其作为吸附剂的内核,在其表面构建功能化的有机壳层,一方面可以提高Fe_3O_4的稳定性;另一方面,可以解决目前吸附剂存在的固液分离耗时耗力、吸附容量小、传质速率慢、吸附选择性不够以及吸附剂难以回收等缺点。本文以Fe_3O_4为内核,开展了核壳型结构吸附剂的制备,并将其应用于持久性有机污染物全氟辛基磺酸盐(PFOS)的分离富集。主要研究成果如下:以六水合氯化铁为铁源,乙二醇为溶剂和还原剂,醋酸钠为沉淀剂,聚乙二醇为表面活性剂,通过溶剂热法制备了Fe_3O_4微球。通过调控反应温度、反应时间和铁源浓度调控Fe_3O_4微球的均一性、分散性和粒径。于六水合氯化铁、醋酸钠和聚乙二醇的质量分别为5.4、4.8和1.5g,乙二醇为60mL,反应时间为8h,反应温度为180℃的条件下,制备得到了粒径均一、分散均匀、形貌良好的Fe_3O_4微球。再利用多巴胺在碱性溶液下的自聚氧化反应,在Fe_3O_4微球表面包覆一层聚多巴胺,通过调控多巴胺浓度和聚合时间来调控制备的Fe_3O_4@PDA分散性以及包覆层厚度。在多巴胺加入量为50mg,聚合时间为12h时,成功制备出了壳层厚度为20nm,分散均匀,粒径均一的Fe_3O_4@PDA微球。通过透射电子显微镜、红外吸收光谱、振动样品磁强计、X射线光电子能谱对制备的Fe_3O_4和Fe_3O_4@PDA微球进行了表征。针对目前PFOS分子印迹聚合物的制备技术流程复杂,并且引入了有毒有害的有机溶剂等问题,以Fe_3O_4为内核,水作溶剂,利用多巴胺作为交联剂,多巴胺中的氨基和羟基作为双功能单体,成功一步聚合制备出了超顺磁性核壳型的Fe_3O_4@MIPDA微球。通过扫描电镜和透射电镜表征可知,制备出的Fe_3O_4@MIPDA粒径均一,分散良好并且MIP层厚度均匀。通过吸附动力学、吸附等温线和选择性实验,考察了Fe_3O_4@MIPDA的吸附性能,其对PFOS显示出了特异性吸附能力,这种选择性来源于模板分子的大小和带电性。将其应用于PFOS的分离富集,一方面,由于其较薄的MIP层,使其具有了快速提取和洗脱PFOS的能力;另一方面,由于Fe_3O_4具有较强磁性,在完成PFOS选择性富集后,可以实现快速的固液分离,弥补了传统SPE方法操作繁琐、耗时耗力的缺点。针对目前核壳型磁性碳微球分散性较差,碳层厚度不均匀,以及比表面积小,吸附容量低的问题,以Fe_3O_4@PDA为基底材料,利用聚多巴胺上的羟基、亚氨基和氨基吸附葡萄糖水热过程中产生的中间产物,成功制备出了粒径均一、分散均匀以及壳层厚度均匀的双核壳结构的Fe_3O_4@PDA@C。并进一步对其退火和KOH活化,保持其良好的核壳型形貌的同时,成功的制备出了具有高比表面积以及介孔结构的Fe_3O_4@PDA@C-K微球,其比表面积达到了266.672m~2·g~(-1),并且引入了部分羟基。考察了Fe_3O_4@PDA@C-K对水体中PFOS的吸附性能,实验结果表明Fe_3O_4@PDA@C-K具有高吸附容量和高传质速率。将其作为磁性固相萃取(MSPE)的吸附剂富集PFOS,建立了高灵敏度、高精密度和较宽的线性范围的PFOS分析方法,并成功应用于实际水样的分析检测。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2019-06-01）
李娜[4]（2019）在《NaYF_4为基质的上转换纳米荧光体表面功能化的设计、合成与应用》一文中研究指出稀土离子掺杂的上转换纳米荧光材料(UCNPs)与传统的荧光标记材料如半导体量子点、有机染料等相比,具有发射峰窄、反斯托克斯位移大、光稳定性高、荧光寿命长、荧光背景低等特点。激发UCNPs的近红外光可以穿透生物组织,并且可以抑制光诱导产生的自发荧光,减少对生物组织的损伤。目前,UCNPs主要应用于生物标记、多模态成像、光动力治疗、药物运输、生物传感、分子检测等领域。在上转换发光材料中,基质材料的作用是为激活离子提供可以使其产生合适发射的晶体场,因而基质材料的选择至关重要。氟化物声子能量较低、发光效率较高、稳定性较好,因而成为一种比较理想的上转换发光基质材料。其中,应用较为广泛的基质材料是NaYF_4。NaYF_4:Yb,Er和NaYF_4:Yb,Tm为目前已知的两种发光效率较高的上转换荧光纳米材料。然而NaYF_4:Yb,Er和NaYF_4:Yb,Tm量子产率低,限制了在生物成像、光动力治疗等领域中的应用。将上转换纳米荧光材料进行表面钝化、负载贵金属等表面改性是解决上述问题的有效途径。本论文利用表面吸附原位还原法合成上转换纳米荧光异质结材料,并分别进行肿瘤细胞磁热治疗、光降解等方面的应用性研究。本论文的研究内容如下:1、采用水热法合成了NaYF_4:Yb,Er上转换纳米球。通过对XRD图谱进行分析可得,所合成的上转换材料结晶性较好。由NaYF_4:Yb,Er上转换纳米球的透射电镜照片可以直观地发现,纳米球的尺寸较为均一,直径约为100-200 nm,比表面积大。在室温下通过表面吸附原位还原法制备了NaYF_4:Yb,Er@Au,通过表面吸附法制备了NaYF_4:Yb,Er@Fe_3O_4异质结材料,通过热测试检测了NaYF_4:Yb,Er@Au、NaYF_4:Yb,Er@Fe_3O_4光动力治疗和磁动力治疗的效果。测试结果显示,在电流为2.5A条件下用980 nm激光器照射NaYF_4:Yb,Er@Au溶液,10min后溶液温度超过37℃;在电流为2.08A,电压为5.4V的磁场中对NaYF_4:Yb,Er@Fe_3O_4溶液进行磁热测试,10min后NaYF_4:Yb,Er@Fe_3O_4溶液的温度超过40℃。分别对NaYF_4:Yb,Er@Au、NaYF_4:Yb,Er@Fe_3O_4材料进行细胞实验,一段时间后发现,细胞逐渐凋亡,说明该材料的光动力治疗、磁动力治疗效果增强。2、采用水热法合成了NaYF_4:Yb,Tm上转换纳米晶,并通过在室温下水解钛酸四乙酯合成了NaYF_4:Yb,Tm@TiO_2。通过对XRD图谱进行分析可得,所合成的上转换材料纳米晶的结晶性较好。由NaYF_4:Yb,Tm上转换纳米球的透射电镜照片可以直观地发现,该纳米球的尺寸较为均一,直径约为20-35 nm,比表面积大;NaYF_4:Yb,Tm@TiO_2的尺寸增大到50-70 nm。在室温下,分别利用浸渍法和表面吸附原位还原法制备了NaYF_4:Yb,Tm@TiO_2@Ag异质结材料,再分别通过在氙灯和980 nm激光照射下光催化降解亚甲基蓝溶液考察异质结材料的光催化性能。在350W氙灯下照射5h后,浸渍法合成的异质结材料的降解率为7.1%,表面吸附原位还原法制备的异质结材料的降解率为30.9%;在980 nm激光照射下照射60min后,浸渍法合成的异质结材料的降解率为85.1%,表面吸附原位还原法制备的异质结材料的降解率为93.9%。综上所述,利用表面吸附原位还原法制备的异质结材料在生物成像、光动力治疗、光催化降解等领域表现出良好的性能。合成工艺简单,操作容易,异质结性能提高使其在上述领域中具有更广阔的应用前景。(本文来源于《山东师范大学》期刊2019-06-01）
苏叶娅,文庚,刘新儒,陈夏扬,甘静静[5]（2019）在《量子点表面功能化及其在生物医学领域的应用研究》一文中研究指出近红外荧光量子点具有优秀的半导体性质和发光性能,可作为药物载体、荧光标记物,在生物医学领域具有较大的应用潜力。为降低量子点中重金属离子的溶出和造成的细胞中毒,一般需要在量子点表面包覆功能化材料。因此,研究量子点和功能化后的量子点的生物毒性具有重要的意义,本文对部分近红外荧光量子点在生物体外毒理学的研究进展进行综述,以为该领域学者提供参考。(本文来源于《生物化工》期刊2019年02期）
王海英[6]（2019）在《表面功能化竹纳米纤维素基气凝胶的制备及其吸附水体中Cd~(2+)的性能研究》一文中研究指出目前,含有重金属镉的工业污染废水已经对周围环境和人体健康产生了严重的危害,如何有效地去除废水中的镉,已经成为环境研究的热点问题。吸附法具有其吸附剂材料来源广泛、成本低、效果好等优点,是目前处理含重金属废水最为有效方法之一。然而,传统粉末吸附剂(如活性炭)大多存在成本较高且不易回收再利用的缺点,故研发回收再生性强的新型多效吸附剂,已成为当前废水处理领域的当务之急。本文选取竹浆为原料,采用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物(TEMPO)氧化法对其进行表面预处理结合高压均质分离机制备出竹纤维素纳米纤维(Cellulose nanofibers,缩写CNF)分散液,再以CNF为骨架材料,制备出对重金属离子有良好吸附效果、且易于回收再利用的巯基官能化气凝胶和氨基官能化复合气凝胶。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、比表面积测定(BET)、元素分析及压缩性能测试等手段对其进行结构表征,研究了CNF与改性剂的质量比对吸附性能影响的规律,考察了其对Cd~(2+)吸附动力学、吸附热力学、吸附等温行为及其可再生利用性。主要研究结果如下:(1)以CNF为载体,选取3-巯丙基叁甲氧基硅烷(MPTs)为改性剂,通过冷冻干燥法制得机械性能优异、富含巯基的CNF-SH气凝胶。结构表征和测试结果表明,提高CNF/MPTs的质量比,改性气凝胶对Cd~(2+)的去除率也会提高,且该改性气凝胶在共存重金属体系中对Cd~(2+)表现出高效的选择吸附性,吸附量优于商业化高比表面积的活性炭。吸附过程符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,温度升高有利于气凝胶自发吸附Cd~(2+)离子。其等温吸附行为符合Langmuir等温吸附模型,属单分子层吸附,最大吸附量高达105.7mg/g。其经4次吸附-解吸循环后,对Cd~(2+)去除率仍在90%以上,且较好地保持了结构的完整性。(2)以CNF为骨架材料,选取3-氨基丙基叁甲氧基硅烷(APTMs)为改性剂,通过冷冻干燥法制得机械性能优异、富含氨基的CNF-NH_2气凝胶。结构表征和测试结果表明,提高CNF/APTMs的质量比,改性气凝胶对Cd~(2+)的去除率也会提高,而溶液的pH值和温度对复合气凝胶的吸附效果有显着影响。吸附过程符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,其等温吸附行为符合Langmuir等温吸附模型,属单分子层吸附,最大吸附量高达118.3mg/g。(本文来源于《浙江农林大学》期刊2019-04-08）
王淑霞,王晓冬,刘国兴,潘卉[7]（2019）在《表面功能化纳米二氧化硅及在制革中的应用》一文中研究指出介绍了纳米二氧化硅(SiO_2)表面功能化的方法,系统阐述了纳米SiO_2在制革鞣剂、制革涂饰剂、制革酶制剂以及制革染料中的应用,展望了纳米SiO_2在制革中良好的应用前景.(本文来源于《化学研究》期刊2019年02期）
李玉堂,李柱,刘志阳,余朝阳,范明霞[8]（2019）在《表面功能化活性炭对水溶液中汞离子的吸附》一文中研究指出利用硝酸氧化改性和氨还原改性实现活性炭表面功能化,并通过静态吸附实验研究了改性前后活性炭对水溶液中汞离子的吸附性能。硝酸改性使得活性炭表面含氧官能团数量增多,氨改性后成功在活性炭上引入含氮官能团。实验结果表明在pH值为4～7的范围内有较好的吸附效果。吸附等温线和吸附动力学结果表明活性炭表面功能化可以提高对水溶液中汞离子的吸附性能。活性炭表面含氧官能团和含氮官能团与汞离子发生离子交换和配位络合作用。(本文来源于《广州化工》期刊2019年05期）
孙璇[9]（2019）在《疏水性纤维的石墨烯整理及其表面功能化》一文中研究指出为了提高疏水性纤维织物的多功能性,本文选择聚四氟乙烯(PTFE)纤维、丙纶(PP)纤维和涤纶(PET)纤维叁种典型的疏水性纤维作为研究对象,分别通过聚丙烯酸表面接枝反应和碱减量处理等改性技术在其表面引入羧基,然后使用氧化石墨烯(GO)通过常规工艺对叁种改性疏水性纤维织物进行后整理,经还原处理后分别借助场发射扫描电镜、X射线光电子能谱、红外光谱和拉曼光谱等分析技术对石墨烯整理的改性纤维织物进行表征,通过测定石墨烯整理改性纤维织物的亨特白度和表面电阻的方法评估其表面的石墨烯负载量和导电性能,重点考察了改性纤维的接枝率或减量率、氧化石墨烯浓度、整理浴温度与pH值等负载工艺条件以及还原剂性质和浓度、还原处理温度和时间等还原工艺条件对所得石墨烯整理改性疏水性纤维织物的亨特白度和表面电阻的影响。最后测定和比较了经优化整理工艺制备的叁种石墨烯整理疏水性纤维织物的导电性、抗菌性能、电磁屏蔽性能、机械性能和热稳定性能等,并讨论了它们的接枝率或减量率对这些功能性的影响。实验结果表明,叁种改性疏水性纤维织物经改性反应后石墨烯负载量和导电性能均显着提高,并且它们的接枝率或减量率的增加会导致其表面石墨烯负载量和导电性能进一步增大。GO浓度的增加和整理浴温度的升高均能够显着改善整理织物的石墨烯负载量和导电性能,但是整理浴pH值的升高则不利于GO在改性纤维表面的负载。葡萄糖与Na2S2O4都能够使负载于纤维表面的GO还原为石墨烯,且通过优化葡萄糖还原条件能够使其达到与Na2S2O4相当的还原作用。增加还原剂浓度和还原温度均能提高石墨烯负载量。此外,叁种石墨烯整理疏水性纤维织物都显示出优良的抗菌性和电磁屏蔽性能,并且其接枝率或减量率的提高使得这两种功能性得到显着改善。石墨烯整理后叁种纤维织物的机械强力和热性能并未发生显着变化。在叁种改性纤维表面羧基含量相似的情况下,经相同条件整理后PET纤维比其他两种纤维具有更高的石墨烯负载量和更强的导电性,而它们的抗菌性与电磁屏蔽性能等也未表现出显着的差别。(本文来源于《天津工业大学》期刊2019-01-18）
张恒[10]（2018）在《表面功能化纤维素纳米晶对生物聚酯增强增韧研究》一文中研究指出当今,由于环境污染和资源紧缺等问题,传统塑料不可降解更是加剧对环境污染严重等问题,可降解的纳米复合材料作为一种新型塑料引起了专家学者的广泛关注。与传统塑料相比,PHBV因可生物降解、生物相容性好等优势被广泛研究。然而,其本身存在球晶尺寸较大、韧性差、无抗菌性等缺陷。本研究通过绿色可持续的方法制备纤维素纳米晶(CNC),并将其应用在食品乳液中,同时使用CNC和氧化石墨烯(GO)作为增强材料用于增强增韧PHBV基体,制备PHBV纳米复合膜,探究不同含量对PHBV纳米复合膜、热稳定性、结晶、力学、阻隔性能、整体迁移性和抗菌性能等的影响。(Ⅰ)分别使用可回收的柠檬酸/盐酸混合物和H_2SO_4生产高产率(高达87.8%)的羧化和硫酸化的CNC。在水解过程中使用新鲜的和再循环柠檬酸/盐酸混合物和H_2SO_4几乎不影响CNCh和CNCs的化学结构,结晶度和热稳定性。重要的是,CNCh-3具有最佳的热稳定性,与CNCs-3相比T_0,T_(5%)和T_(max)值分别增加了64.2,65.1和112.3℃。通过羧化作用进行表面功能化,为生产高产率、热稳定性高的CNC提供了一种绿色且可持续的工艺。进一步将制备所得的CNC用于制备Pickering乳液,发现随着CNC浓度的增加可获得尺寸更小的乳液液滴和长时间稳定的乳液体系,提供了一种经济的且减少了酸性废物污染的方法制备CNC。由该方法生产的CNC在制备Pickering乳液方面具有潜在的应用价值。(Ⅱ)通过溶液涂膜法制备不同CNC和GO含量及非共价或共价键合CNC-GO增强的PHBV纳米复合膜。使用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、FT-IR、DSC等探究其对PHBV化学结构、热学、结晶、机械等性能的影响。研究发现均匀分散的CNC、GO和CNC-GO在PHBV基体中可作为异相成核剂,加速PHBV的结晶。与纯PHBV相比,PHBV/1%CNC-GO具有最高的热稳定性(开始降解温度提高了14.3℃)、结晶温度(熔融温度T_(m3)增加了7.1℃)和机械性能(拉伸强度增加170.2%、杨氏模量增加137.5%、断裂伸长率增加52.1%)。CNC、GO和CNC-GO的加入可以明显提高PHBV纳米复合膜的阻隔和在食品模拟液中的迁移性能,随着CNC或GO含量的增加,复合膜阻隔性能变强,整体的迁移量降低。同时在所有的PHBV纳米复合膜中,相比于纯PHBV和CNC或GO增强PHBV纳米复合膜,非共价键CNC/GO纳米复合膜,PHBV/1%CNC-GO展示出更强的阻隔效果和更低的迁移量,以及对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌展现出优异的抗菌性能,可以极大限制细菌和生物的生长,在食品包装过程中保证了物品的质量安全。(本文来源于《浙江理工大学》期刊2018-12-15）
表面功能化论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
金刚石是一种具有独特电学性质、物理性质、化学性质和机械特性的宽禁带半导体。它作为一种性能优异的材料,在实际领域中具有广泛的应用。将金刚石与纳米材料、生物材料等结合,可充分拓展金刚石实际应用的领域,使其在应用时某些方面的性能更加优异,从而获得更广泛的的应用前景与实用价值。本论文研究使用不同方法实现金刚石表面微纳结构的制备,一方面通过氢等离子体对金刚石进行加热处理,制备纳米锥金刚石,并对其形成机制进行了研究。通过微纳结构增加金刚石的表面积且氢等离子体处理后表面具有疏水性,将纳米锥金刚石电极用于壬基酚(4-NP)的浓度检测。另一方面,利用二次离子溅射和高温快速退火相结合的方法,实现金纳米颗粒均匀修饰的金刚石膜,在此基础上修饰生物因子成功制备生物传感器,在特异性检测持久性有机污染物多氯联苯-77(PCB-77)方面表现十分灵敏。主要成果如下:(1)使用不同的方法成功制备金刚石表面纳米结构。利用氢等离子体处理硼掺杂金刚石(BDD)的方法制备出纳米锥BDD,金刚石纳米锥的成因机制为由氢等离子体处理而蒸发的碳源在BDD表面二次成核形成纳米锥形颗粒,纳米锥BDD表面有大量的凹坑和纳米尺度的凸起。氢等离子体处理法具有无需预处理、操作简便、高效等诸多优点,在实现超硬碳材料的微纳加工领域另辟蹊径,提供了新思路。利用离子溅射和热氧化法制备纳米金颗粒修饰的BDD,通过调控溅射金膜和热氧化时间调控金刚石表面金颗粒的尺寸及密度。(2)将氢等离子体处理BDD得到的纳米锥金刚石电极用于环境激素污染物4-NP的痕量检测。制备的传感器在检测4-NP方面具有可重复使用,稳定性好、特异性强,检测限低等优点,该传感器线性检测范围为1.0×10~(-7)~1.0×10~(-9) M,检测4-NP达到亚纳摩量级(0.26 nM),检测极限比普通BDD低叁个数量级。这是由两个因素造成的。一方面,纳米锥体BDD表面有大量的凹坑和纳米尺度的凸起,有利于增加表面积和反应位点。另一方面,氢终止导致疏水表面,4-NP比水分子更容易到达纳米锥体BDD电极表面。物理吸附使4-NP分子更容易到达纳米锥BDD表面发生氧化反应,理论计算与实验结果一致。本研究将对金刚石传感器在广泛的工业领域中检测低浓度和痕量物质具有重要意义。(3)利用二次离子溅射和热氧化方法,可在金刚石表面均匀修饰粒径约13nm密度约为2.5×10~(11)/cm~2的金纳米颗粒,在Au-S共价键作用下,适配体自组装在金纳米颗粒上,进一步修饰适配体和巯基己醇,以此特殊结构制备传感器来检测有机污染物PCB-77。该传感器线性检测范围为1.0×10~(-15)~1.0×10~(-11) M,检测PCB-77达到亚飞摩量级(0.32 fM)的低检测限,成功实现了PCB-77的痕量检测。可以通过稀释待测溶液使检测浓度调整到待测区间内,然后计算出原始浓度使测量区间从fM扩展至实际需要范围。实验证明适配传感器具有良好的灵敏度、特异性、重现性和可重复使用性。这些优点可归因于BDD膜、金纳米颗粒、适配体和巯基己醇的协同作用:BDD基底具有低背景信号;致密的金纳米颗粒明显增加了适配体的吸收位;对PCB-77具有高亲和力和特异性的适配体在捕获PCB-77后可实现高灵敏度是由于适配体捕获PCB-77后构象发生变化从而阻碍Fe(CN)_6~(3-/4-)从适配体之间的间隙到达电极表面;加入的巯基己醇分子可以舒展适配体以捕获更多的PCB-77并占据金纳米粒子的空余位点进一步减少非特定吸附;基于以上原因,该传感器具有高灵敏度。本文实现金刚石表面微纳结构及表面功能化制备,并在环境污染物痕量检测取得重要结果,证明了金刚石膜自身具有稳定性高、抗垢能力强、与生物适配体结合的特异性识别方面具有得天独厚的优势,为研制新型金刚石基电化学传感器提供了重要的实验数据。金刚石表面微纳结构及表面功能化制备思路参考发表的论文。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
表面功能化论文参考文献
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[2].袁晓溪.表面功能化硼掺杂金刚石电化学电极制备及痕量污染物检测[D].吉林大学.2019
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