具有特殊結(jié)構(gòu)的金屬硫化物納米材料的可控合成及其性能.pdf

1、金屬硫化物納米材料具有新穎的光、電等特殊性質(zhì)，這使得它們在許多方面具有潛在的應用，例如在太陽能電池、鋰離子電池、生物探針、生物醫(yī)學、光學材料等方面。由于它們具有較強的理論研究價值以及潛在應用，金屬硫化物納米材料得到了廣泛的關(guān)注并成為了研究的熱點。研究表明，金屬硫化物納米材料的結(jié)構(gòu)對材料的性質(zhì)具有很大的影響，如何可控合成具有特殊結(jié)構(gòu)的納米材料以及研究組成、形貌與其性質(zhì)之間的關(guān)系成為當今國際研究的前沿。本論文，通過研究合成方法，提出了一系列

2、水溶性硫化物量子點(QDs)以及特殊形貌的硫化銅納米分級組裝結(jié)構(gòu)的可控合成新方法并研究了它們的合成機理以及結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的影響;認識到不同晶型的CuS QDs對細胞增殖的抑制作用不同，所得到的結(jié)果為其應用于特異性治療癌癥提供了參考;通過研究特殊形貌的硫化銅納米分級組裝結(jié)構(gòu)的電化學性能以及對染料和重金屬離子的吸附，認識到它們可以作為析氧反應(OER)的催化劑并且對環(huán)境污染物有較好的吸附性能，并研究了結(jié)構(gòu)與其性能的相關(guān)性。
　　主要研究工

3、作包括:
　　1、通過未見文獻報道的兩步水解法可控合成了無定型及晶型水溶性的CuS QDs并研究了它們的生物學性質(zhì)。QDs具有很小的尺寸，這使得它們具有一些特殊的優(yōu)良性質(zhì)，引起了廣泛重視，但如何可控制備水溶性QDs仍面臨著挑戰(zhàn)。本論文可控合成了無定型及晶型水溶性的CuS QDs，并對其性質(zhì)進行了表征和研究。結(jié)果表明，無定型及晶型的CuS QDs具有較小的尺寸，平均粒徑分別為2.7 nm和3.3 nm，不僅具有很好的熒光性且能夠穩(wěn)定

4、存在于水以及生理溶液中。通過細胞生物學的方法測定了它們對人宮頸癌細胞(Hela細胞)、人肝癌細胞（HepG2細胞）、腹水瘤細胞（S180細胞），以及倉鼠正常細胞(V79-4細胞)的抗增殖活性。結(jié)果表明，這兩種QDs對癌細胞活性的抑制率高達90％而對正常細胞活性的最大抑制率不足50％，這兩種QDs均能夠顯著抑制癌細胞的增值，而對正常細胞活性的抑制作用較弱，而且無定型CuS QDs對癌細胞的抗增殖活性明顯優(yōu)于晶型CuS QDs。通過激光共聚

5、焦顯微鏡、流式細胞儀分析對抗增殖活性的本質(zhì)進行了研究，量子點通過進入細胞內(nèi)部引起細胞的凋亡和壞死。
　　2、基于水解方法合成了一系列硫化物QDs并對產(chǎn)物的晶型、尺寸、組成以及性質(zhì)進行了表征。進一步通過兩步水解法分別合成了CdS、ZnS以及CuS/ZnS等QDs，表明該水解法有較廣的適用性。結(jié)果表明，合成的QDs的尺寸很小均在10 nm以下，這些QDs均具有熒光性質(zhì)且能穩(wěn)定存在于水溶液中。細胞活性研究表明這三種量子點對Hela細胞的

6、抗增殖活性不同。
　　3、通過簡便的水浴方法合成了具有分級結(jié)構(gòu)的多孔蒲公英狀納米組裝的硫化銅，研究了它們的電化學性質(zhì)以及對水溶液中污染物的吸附。結(jié)構(gòu)對性質(zhì)具有極大的影響，具有分級結(jié)構(gòu)的物質(zhì)具有一些特殊的性質(zhì)，結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系是近幾年研究的熱點，然而設(shè)計合成具有良好性質(zhì)的納米分級組裝結(jié)構(gòu)仍面臨著挑戰(zhàn)?；诖吮疚闹苽淞硕嗫灼压畹牧蚧~納米分級組裝結(jié)構(gòu)，對其組裝結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進行了表征并對其生長過程進行了研究。結(jié)果表明它們的粒徑約為

7、1.5μm,由很小的納米顆粒自組裝而成，且它們具有熒光性。通過研究該分級結(jié)構(gòu)作為OER催化劑的催化性能以及對亞甲基藍、羅丹明B、甲基橙、Cd2+的吸附能力發(fā)現(xiàn)該樣品是一種較好的OER催化劑，催化能力與商業(yè)Pt/C(20 wt％)相近，通過靜電作用對水中的污染物有很好的吸附。
　　4、一鍋簡便合成了具有分級結(jié)構(gòu)的類似楊梅狀的硫化銅，對其形貌和性質(zhì)進行了表征并研究了它們的電化學性質(zhì)。結(jié)果表明它們的粒徑約為1μm，由很小的納米顆粒自組裝