功能碳及貴金屬納米材料的制備及其電催化和傳感應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2024-07-02 04:30
隨著學(xué)科間的交叉滲透以及納米技術(shù)的不斷發(fā)展,納米材料已在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域及應(yīng)用研究領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。尤其是功能化納米材料,為材料、化學(xué)、物理、生物以及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域帶來了新的活力。其中,碳及貴金屬納米材料展現(xiàn)出巨大的潛在應(yīng)用價值。同時,大環(huán)超分子也始終是超分子化學(xué)的研究基礎(chǔ)以及重要組成部分。本論文主要以貴金屬及碳納米材料為中心,并將貴金屬/碳納米材料與大環(huán)超分子進行結(jié)合構(gòu)筑出一系列具有多種組分和多重優(yōu)勢的雜化納米材料。充分地將貴金屬/碳納米材料的光、電、熱及催化方面的性質(zhì)與大環(huán)超分子的主客體識別特性有機結(jié)合起來,并主要通過共價鍵(Au-S)或非共價作用力(氫鍵作用、?-?相互作用、靜電相互作用、疏水作用)將水溶性大環(huán)超分子主體修飾于碳納米材料表面。這既豐富了納米材料的種類,同時也增強并延伸了其在多方面的應(yīng)用,如電化學(xué)催化氧化以及電化學(xué)傳感等領(lǐng)域。另一方面,我們同時著眼于新型碳量子點納米材料的制備,并探索其在電化學(xué)/熒光傳感領(lǐng)域的潛在應(yīng)用價值。主要研究內(nèi)容如下:一、(1)報道了在水相中制備?-環(huán)糊精(?-CD)功能化還原氧化石墨烯(RGO)負載超小尺寸(2.0 nm)Pd–Pt雙合金納米簇電催...
【文章頁數(shù)】:198 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 納米材料概述
1.2 功能化微納米材料的合成
1.2.1 碳納米材料
1.2.1.1 石墨烯納米材料
1.2.1.2 碳納米管(CNTs)/碳納米角(SWCNHs)納米材料
1.2.1.3 碳量子點納米材料
1.2.2 貴金屬納米材料
1.2.2.1 Pd納米結(jié)構(gòu)材料
1.2.2.2 Pt納米結(jié)構(gòu)材料
1.2.2.3 Au納米結(jié)構(gòu)材料
1.2.2.4 雙金屬納米材料
1.2.3 納米復(fù)合型材料
1.3 大環(huán)超分子化學(xué)概述
1.3.1 環(huán)糊精簡介
1.3.2 磺酸化杯芳烴簡介
1.3.3 柱芳烴簡介
1.4 功能碳及貴金屬納米材料在電催化/傳感領(lǐng)域的應(yīng)用
1.4.1 功能貴金屬納米材料在電催化中的應(yīng)用
1.4.1.1 貴金屬-碳納米復(fù)合材料在電催化中的應(yīng)用
1.4.1.2 雙合金納米材料在電催化中的應(yīng)用
1.4.2 功能碳納米材料在傳感中的應(yīng)用
1.4.2.1 貴金屬-超分子功能碳納米復(fù)合材料在電化學(xué)傳感中的應(yīng)用.
1.4.2.2 新型納米材料—碳量子點在電化學(xué)/熒光傳感中的應(yīng)用
1.5 論文的選題目的及意義
參考文獻
第二章 鈀、鈀鉑納米催化劑的制備及其電催化性能探究
2.1 超小尺寸鈀鉑納米簇負載于環(huán)糊精功能化的石墨烯表面及其在堿性條件下對醇類催化氧化的探究
2.1.1 引言
2.1.2 實驗部分
2.1.2.1 試劑材料
2.1.2.2 實驗儀器
2.1.2.3 β-CD-RGO復(fù)合材料的合成
2.1.2.4 Pd-Pt@β-CD-RGO復(fù)合材料的合成
2.1.2.5 工作電極的修飾及構(gòu)建
2.1.2.6 電催化測試
2.1.3 結(jié)果與討論
2.1.3.1 β-CD-RGO復(fù)合材料的紅外光譜與熱重分析
2.1.3.2 Pd-Pt@β-CD-RGO復(fù)合材料的表征
2.1.3.3 電催化性能測試
2.1.4 小結(jié)
2.2 原位合成鈀納米簇/磺化杯芳烴[8]/碳納米角納米復(fù)合材料及其在堿性條件下對醇類電催化性能探究
2.2.1 引言
2.2.2 實驗部分
2.2.2.1 試劑材料
2.2.2.2 實驗儀器
2.2.2.3 SCX8-SWCNHs復(fù)合材料的合成
2.2.2.4 Pd@SCX8-SWCNHs復(fù)合材料的合成
2.2.2.5 工作電極的修飾及構(gòu)建
2.2.2.6 電催化測試
2.2.3 結(jié)果與討論
2.2.3.1 SCX8-SWCNHs復(fù)合材料的表征
2.2.3.2 Pd@SCX8-SWCNHs復(fù)合材料的表征
2.2.3.3 電催化性能測試部分
2.2.4 小結(jié)
2.3 不同形貌鉑鈀合金納米結(jié)構(gòu)電催化劑的合成及其在堿性條件下乙醇催化氧化研究
2.3.1 引言
2.3.2 實驗部分
2.3.2.1 試劑材料
2.3.2.2 Pt-Pd合金納米材料的合成
2.3.2.3 實驗儀器
2.3.2.4 工作電極的修飾及構(gòu)建
2.3.2.5 電催化測試
2.3.3 結(jié)果與討論
2.3.3.1 Pt-Pd合金納米材料的表征
2.3.3.2 電催化性能測試部分
2.3.4 小結(jié)
參考文獻
第三章 金屬納米粒子/大環(huán)超分子/碳納米復(fù)合材料的合成及其電化學(xué)傳感應(yīng)用
3.1 巰基β?環(huán)糊精/金納米粒子/3,4,9,10-苝四羧酸功能化的單壁碳納米角復(fù)合材料及對楊梅酮/蘆丁的高選擇性同時檢測
3.1.1 引言
3.1.2 實驗部分
3.1.2.1 試劑材料
3.1.2.2 實驗儀器
3.1.2.3 β-CD–Au@PTCA–SWCNHs復(fù)合材料的合成
3.1.2.4 工作電極的修飾及構(gòu)建
3.1.2.5 電化學(xué)測試
3.1.2.6 β-CD與楊梅酮/蘆丁的分子對接理論研究
3.1.3 結(jié)果與討論
3.1.3.1 β-CD–Au@PTCA–SWCNHs納米復(fù)合材料的表征
3.1.3.2 主客體分子對接模式分析
3.1.3.3 電極修飾及電化學(xué)阻抗譜解析
3.1.3.4 修飾電極上楊梅酮與蘆丁的電化學(xué)行為測試
3.1.3.5 電化學(xué)傳感檢測條件優(yōu)化
3.1.3.6 楊梅酮與蘆丁的DPV同時定量檢測
3.1.3.7 選擇性與穩(wěn)定性樣品分析
3.1.3.8 實際樣品檢測
3.1.4 小結(jié)
3.2 橋連β?環(huán)糊精/Pd納米簇/石墨烯復(fù)合材料的制備及其對黃岑苷/木犀草素的同時檢測研究
3.2.1 引言
3.2.2 實驗部分
3.2.2.1 試劑材料
3.2.2.2 實驗儀器
3.2.2.3 紫外可見光譜測試研究
3.2.2.4 SS-β-CD的合成
3.2.2.5 RGO的制備
3.2.2.6 SS-β-CD-Pd@RGO納米復(fù)合材料的制備
3.2.2.7 工作電極的修飾及構(gòu)建
3.2.2.8 電化學(xué)測試
3.2.3 結(jié)果與討論
3.2.3.1 紫外光譜分析
3.2.3.2 SS-β-CD-Pd@/RGO納米復(fù)合材料的表征
3.2.3.3 電極修飾及電化學(xué)表征
3.2.3.4 黃岑苷與木犀草素的電化學(xué)行為測試
3.2.3.5 電化學(xué)傳感優(yōu)化
3.2.3.6 黃岑苷與木犀草素的DPV同時定量檢測
3.2.3.7 選擇性與穩(wěn)定性樣品分析
3.2.3.8 實際樣品檢測
3.2.4 小結(jié)
參考文獻
第四章 碳量子點的綠色合成及其在爆炸物中的高選擇性及高靈敏檢測研究
4.1 基于水溶性柱[6]芳烴功能化的氮摻雜碳量子點構(gòu)建高效的TNT電化學(xué)傳感平臺
4.1.1 引言
4.1.2 實驗部分
4.1.2.1 實驗儀器
4.1.2.2 試劑材料
4.1.2.3 N-CQDs的合成
4.1.2.4 β-CD-N-CQDs與WP6-N-CQDs的合成
4.1.2.5 工作電極的修飾及構(gòu)建
4.1.2.6 電化學(xué)測試
4.1.2.7 分子對接理論研究
4.1.3 結(jié)果與討論
4.1.3.1 β-CD-N-CQDs與WP6-N-CQDs材料的表征
4.1.3.2 主客體分子對接模式分析
4.1.3.3 電極修飾及電化學(xué)阻抗譜解析
4.1.3.4 修飾電極上TNT的電化學(xué)行為測試
4.1.3.5 電化學(xué)傳感平臺的性能分析
4.1.3.6 選擇性、穩(wěn)定性與實際樣品分析
4.1.4 小結(jié)
4.2 一鍋法合成光致發(fā)光氮摻雜碳量子點及高效TNP熒光傳感平臺的構(gòu)建
4.2.1 引言
4.2.2 實驗部分
4.2.2.1 實驗儀器
4.2.2.2 試劑材料
4.2.2.3 N-CQDs的合成
4.2.2.4 QY測試
4.2.2.5 TNP的檢測
4.2.3 結(jié)果與討論
4.2.3.1 N-CQDs材料的表征
4.2.3.2 N-CQDs的形成機理
4.2.3.3 N-CQDs的光學(xué)性能測試
4.2.3.4 TNP熒光傳感平臺的構(gòu)建及N-CQDs的熒光墨水的應(yīng)用
4.2.3.5 TNP的熒光傳感機制
4.2.4 小結(jié)
參考文獻
第五章 全文總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 展望
攻讀博士期間公開發(fā)表的論文
致謝
本文編號:3999686
【文章頁數(shù)】:198 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 納米材料概述
1.2 功能化微納米材料的合成
1.2.1 碳納米材料
1.2.1.1 石墨烯納米材料
1.2.1.2 碳納米管(CNTs)/碳納米角(SWCNHs)納米材料
1.2.1.3 碳量子點納米材料
1.2.2 貴金屬納米材料
1.2.2.1 Pd納米結(jié)構(gòu)材料
1.2.2.2 Pt納米結(jié)構(gòu)材料
1.2.2.3 Au納米結(jié)構(gòu)材料
1.2.2.4 雙金屬納米材料
1.2.3 納米復(fù)合型材料
1.3 大環(huán)超分子化學(xué)概述
1.3.1 環(huán)糊精簡介
1.3.2 磺酸化杯芳烴簡介
1.3.3 柱芳烴簡介
1.4 功能碳及貴金屬納米材料在電催化/傳感領(lǐng)域的應(yīng)用
1.4.1 功能貴金屬納米材料在電催化中的應(yīng)用
1.4.1.1 貴金屬-碳納米復(fù)合材料在電催化中的應(yīng)用
1.4.1.2 雙合金納米材料在電催化中的應(yīng)用
1.4.2 功能碳納米材料在傳感中的應(yīng)用
1.4.2.1 貴金屬-超分子功能碳納米復(fù)合材料在電化學(xué)傳感中的應(yīng)用.
1.4.2.2 新型納米材料—碳量子點在電化學(xué)/熒光傳感中的應(yīng)用
1.5 論文的選題目的及意義
參考文獻
第二章 鈀、鈀鉑納米催化劑的制備及其電催化性能探究
2.1 超小尺寸鈀鉑納米簇負載于環(huán)糊精功能化的石墨烯表面及其在堿性條件下對醇類催化氧化的探究
2.1.1 引言
2.1.2 實驗部分
2.1.2.1 試劑材料
2.1.2.2 實驗儀器
2.1.2.3 β-CD-RGO復(fù)合材料的合成
2.1.2.4 Pd-Pt@β-CD-RGO復(fù)合材料的合成
2.1.2.5 工作電極的修飾及構(gòu)建
2.1.2.6 電催化測試
2.1.3 結(jié)果與討論
2.1.3.1 β-CD-RGO復(fù)合材料的紅外光譜與熱重分析
2.1.3.2 Pd-Pt@β-CD-RGO復(fù)合材料的表征
2.1.3.3 電催化性能測試
2.1.4 小結(jié)
2.2 原位合成鈀納米簇/磺化杯芳烴[8]/碳納米角納米復(fù)合材料及其在堿性條件下對醇類電催化性能探究
2.2.1 引言
2.2.2 實驗部分
2.2.2.1 試劑材料
2.2.2.2 實驗儀器
2.2.2.3 SCX8-SWCNHs復(fù)合材料的合成
2.2.2.4 Pd@SCX8-SWCNHs復(fù)合材料的合成
2.2.2.5 工作電極的修飾及構(gòu)建
2.2.2.6 電催化測試
2.2.3 結(jié)果與討論
2.2.3.1 SCX8-SWCNHs復(fù)合材料的表征
2.2.3.2 Pd@SCX8-SWCNHs復(fù)合材料的表征
2.2.3.3 電催化性能測試部分
2.2.4 小結(jié)
2.3 不同形貌鉑鈀合金納米結(jié)構(gòu)電催化劑的合成及其在堿性條件下乙醇催化氧化研究
2.3.1 引言
2.3.2 實驗部分
2.3.2.1 試劑材料
2.3.2.2 Pt-Pd合金納米材料的合成
2.3.2.3 實驗儀器
2.3.2.4 工作電極的修飾及構(gòu)建
2.3.2.5 電催化測試
2.3.3 結(jié)果與討論
2.3.3.1 Pt-Pd合金納米材料的表征
2.3.3.2 電催化性能測試部分
2.3.4 小結(jié)
參考文獻
第三章 金屬納米粒子/大環(huán)超分子/碳納米復(fù)合材料的合成及其電化學(xué)傳感應(yīng)用
3.1 巰基β?環(huán)糊精/金納米粒子/3,4,9,10-苝四羧酸功能化的單壁碳納米角復(fù)合材料及對楊梅酮/蘆丁的高選擇性同時檢測
3.1.1 引言
3.1.2 實驗部分
3.1.2.1 試劑材料
3.1.2.2 實驗儀器
3.1.2.3 β-CD–Au@PTCA–SWCNHs復(fù)合材料的合成
3.1.2.4 工作電極的修飾及構(gòu)建
3.1.2.5 電化學(xué)測試
3.1.2.6 β-CD與楊梅酮/蘆丁的分子對接理論研究
3.1.3 結(jié)果與討論
3.1.3.1 β-CD–Au@PTCA–SWCNHs納米復(fù)合材料的表征
3.1.3.2 主客體分子對接模式分析
3.1.3.3 電極修飾及電化學(xué)阻抗譜解析
3.1.3.4 修飾電極上楊梅酮與蘆丁的電化學(xué)行為測試
3.1.3.5 電化學(xué)傳感檢測條件優(yōu)化
3.1.3.6 楊梅酮與蘆丁的DPV同時定量檢測
3.1.3.7 選擇性與穩(wěn)定性樣品分析
3.1.3.8 實際樣品檢測
3.1.4 小結(jié)
3.2 橋連β?環(huán)糊精/Pd納米簇/石墨烯復(fù)合材料的制備及其對黃岑苷/木犀草素的同時檢測研究
3.2.1 引言
3.2.2 實驗部分
3.2.2.1 試劑材料
3.2.2.2 實驗儀器
3.2.2.3 紫外可見光譜測試研究
3.2.2.4 SS-β-CD的合成
3.2.2.5 RGO的制備
3.2.2.6 SS-β-CD-Pd@RGO納米復(fù)合材料的制備
3.2.2.7 工作電極的修飾及構(gòu)建
3.2.2.8 電化學(xué)測試
3.2.3 結(jié)果與討論
3.2.3.1 紫外光譜分析
3.2.3.2 SS-β-CD-Pd@/RGO納米復(fù)合材料的表征
3.2.3.3 電極修飾及電化學(xué)表征
3.2.3.4 黃岑苷與木犀草素的電化學(xué)行為測試
3.2.3.5 電化學(xué)傳感優(yōu)化
3.2.3.6 黃岑苷與木犀草素的DPV同時定量檢測
3.2.3.7 選擇性與穩(wěn)定性樣品分析
3.2.3.8 實際樣品檢測
3.2.4 小結(jié)
參考文獻
第四章 碳量子點的綠色合成及其在爆炸物中的高選擇性及高靈敏檢測研究
4.1 基于水溶性柱[6]芳烴功能化的氮摻雜碳量子點構(gòu)建高效的TNT電化學(xué)傳感平臺
4.1.1 引言
4.1.2 實驗部分
4.1.2.1 實驗儀器
4.1.2.2 試劑材料
4.1.2.3 N-CQDs的合成
4.1.2.4 β-CD-N-CQDs與WP6-N-CQDs的合成
4.1.2.5 工作電極的修飾及構(gòu)建
4.1.2.6 電化學(xué)測試
4.1.2.7 分子對接理論研究
4.1.3 結(jié)果與討論
4.1.3.1 β-CD-N-CQDs與WP6-N-CQDs材料的表征
4.1.3.2 主客體分子對接模式分析
4.1.3.3 電極修飾及電化學(xué)阻抗譜解析
4.1.3.4 修飾電極上TNT的電化學(xué)行為測試
4.1.3.5 電化學(xué)傳感平臺的性能分析
4.1.3.6 選擇性、穩(wěn)定性與實際樣品分析
4.1.4 小結(jié)
4.2 一鍋法合成光致發(fā)光氮摻雜碳量子點及高效TNP熒光傳感平臺的構(gòu)建
4.2.1 引言
4.2.2 實驗部分
4.2.2.1 實驗儀器
4.2.2.2 試劑材料
4.2.2.3 N-CQDs的合成
4.2.2.4 QY測試
4.2.2.5 TNP的檢測
4.2.3 結(jié)果與討論
4.2.3.1 N-CQDs材料的表征
4.2.3.2 N-CQDs的形成機理
4.2.3.3 N-CQDs的光學(xué)性能測試
4.2.3.4 TNP熒光傳感平臺的構(gòu)建及N-CQDs的熒光墨水的應(yīng)用
4.2.3.5 TNP的熒光傳感機制
4.2.4 小結(jié)
參考文獻
第五章 全文總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 展望
攻讀博士期間公開發(fā)表的論文
致謝
本文編號:3999686
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