量子点/琼脂纳米复合材料的制备及其应用研究

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量子点具有独特的物理化学特性,在太阳能电池、电子器件、荧光标记、生物成像等领域有着广泛的应用价值。天然高分子具有来源广泛、成本低廉、可再生、绿色环保、良好的无毒性、生物相容性以及生物可降解性等性能特点和优点,因此被广泛应用于食品工业、包装材料、制药工业和生物医用材料等领域。近年来,天然高分子与量子点形成的纳米复合材料受到了越来越多研究人员的关注。本论文开展了Mn掺杂Zn S量子点/琼脂纳米复合材料的制备研究,并对所制备纳米复合材料在荧光检测分析方面的应用进行了研究。首先,采用一锅法制备了Mn掺杂Zn S量子点/琼脂纳米复合凝胶,琼脂不仅作为制备量子点的稳定剂,也是复合凝胶的主要成分。该方法具有简单便捷、绿色环保的优点,并且产物无需后处理即可一步直接获得量子点与天然高分子纳米复合凝胶。制得的复合凝胶均一稳定,表现出明显的橙红色荧光,其中的Mn掺杂Zn S量子点大小比较均一,粒径为3nm左右。该复合凝胶不仅被赋予量子点的荧光性能,还保留了琼脂的温度刺激响应性溶胶-凝胶转变性能。利用这些性能特点,可以十分方便地制备具有不同形状和荧光图案的复合凝胶及凝胶小球。此外,该复合凝胶还可以被用于荧光检测分析方面。因此,该方法制得的量子点/琼脂纳米复合凝胶可以被潜在应用于荧光图案、荧光涂层以及荧光检测等方面。此外,本论文还对所制得的Mn掺杂Zn S量子点/琼脂纳米复合凝胶对金属离子的荧光检测进行了研究。先利用复合凝胶的温度刺激响应性溶胶-凝胶转变性能,制备出Mn掺杂Zn S量子点/琼脂纳米复合凝胶小球,该复合凝胶小球大小均一,显示出明显的橙红色荧光。此外,该复合凝胶还具有稳定的凝胶性能和良好的荧光稳定性。当该复合凝胶小球处于凝胶小球和溶胶两种不同的状态时,对摩尔浓度为1x10-4M~1x10-3M和1x10-5M~1x10-3M的Cu2+分别展现出了良好的荧光检测效果。另一方面,复合凝胶处于溶胶状态时,对摩尔浓度在1x10-6M~1x10-2M的Fe3+表现出了较好的荧光检测效果。同时,上述检测过程还具有检测手段可靠、方法简单便捷等优点。因此,Mn掺杂Zn S量子点/琼脂纳米复合凝胶在荧光检测分析方面具备应用价值。本论文开展了一锅法制备Mn掺杂Zn S量子点/琼脂纳米复合材料的研究,并对该复合材料在荧光检测分析方面的应用进行了探索。本论文所制得的Mn掺杂Zn S量子点/琼脂纳米复合材料不仅具有量子点的荧光性能,而且能够保留琼脂的温度刺激响应性溶胶-凝胶转变性能,同时可以直接作为量子点/天然高分子纳米复合材料进行后续的荧光检测分析方面的应用。本论文将为量子点的制备和量子点/天然高分子纳米复合材料的构建和应用提供新思路,并为量子点/天然高分子纳米复合材料在荧光涂层、纳米复合凝胶材料、荧光检测分析等方面的应用提供理论和实践基础。
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