納米粒子增強(qiáng)碳酸氫鹽-過氧化氫化學(xué)發(fā)光反應(yīng)過程研究.pdf

1、化學(xué)發(fā)光分析方法具有靈敏度高、線性范圍寬、儀器簡單、廉價等優(yōu)點(diǎn)，在化學(xué)、生物、環(huán)境等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。化學(xué)發(fā)光的瞬時性與活性氧化合物的短壽命相結(jié)合具有很好的研究前景。過氧碳酸鹽具有較強(qiáng)的氧化性、反應(yīng)活性和不穩(wěn)定性，容易分解產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。本論文研究了過氧碳酸鹽的化學(xué)發(fā)光分解機(jī)理及其在納米粒子作用下的增強(qiáng)型化學(xué)發(fā)光反應(yīng)機(jī)理，并且將這些新發(fā)光體系應(yīng)用于實(shí)際樣品分析。具體內(nèi)容分述如下：
　　 1、綜述了化學(xué)發(fā)光基本原理，活性氧的種類

2、、來源和檢測方法，過氧化合物化學(xué)發(fā)光體系包括過氧化氫、過氧硝酸、過氧硫酸鹽和過氧碳酸鹽的形成和重要性，以及量子點(diǎn)(Quantum Dots，QDs)的性質(zhì)、制備方法和納米材料在化學(xué)發(fā)光體系中的應(yīng)用現(xiàn)狀。
　　 2、量子點(diǎn)因其獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，吸引了眾多關(guān)注，近年來在不同領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。在堿性介質(zhì)中，碳酸氫鹽與過氧化氫在線反應(yīng)生成過氧碳酸鹽(HCO4-)，HCO4-不穩(wěn)定分解可以產(chǎn)生微弱的化學(xué)發(fā)光。將水相法合成的CdTe

3、 QDs應(yīng)用于該發(fā)光體系可以明顯增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度?？疾炝巳芤簆H值、量子點(diǎn)大小和濃度對體系發(fā)光的影響，并借助各類自由基捕獲試劑實(shí)驗(yàn)、電子自旋共振技術(shù)、紫外可見吸收光譜和熒光光譜等方法對生成的活性氧化合物進(jìn)行表征，從多方面研究了過氧碳酸鹽與量子點(diǎn)的化學(xué)發(fā)光機(jī)理。
　　 3、通常條件下制備的量子點(diǎn)，表面存在許多缺陷，這些表面缺陷容易在能量禁阻的帶隙中引入很多表面態(tài)，捕獲電子或空穴，嚴(yán)重影響量子點(diǎn)的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)。因此，鈍化量子點(diǎn)的表

4、面缺陷，消除非輻射弛豫途徑和防止光化學(xué)腐蝕對于獲得高熒光產(chǎn)率的量子點(diǎn)非常重要?？梢允褂糜袡C(jī)溶劑或者更寬帶隙的半導(dǎo)體材料作為表面修飾物，包覆小帶隙的半導(dǎo)體微粒，形成核殼結(jié)構(gòu)，從而減少量子點(diǎn)表面缺陷。本部分以巰基乙酸為穩(wěn)定劑，水相法合成核殼結(jié)構(gòu)CdSe/CdS QDs。將CdSe/CdS QDs應(yīng)用于碳酸氫鹽與過氧化氫化學(xué)發(fā)光體系，建立起優(yōu)化的量子點(diǎn)增強(qiáng)型化學(xué)發(fā)光新體系，研究該體系發(fā)光的各種影響因素，并討論了體系的發(fā)光機(jī)理。光輻射來源于Cd

5、Se/CdS QDs的1Se-1Sh軌道傳遞輻射，·O2-和·OH自由基在發(fā)光過程中起著關(guān)鍵作用?？箟难釋υ擉w系發(fā)光有猝滅作用，基于此現(xiàn)象建立了流動注射化學(xué)發(fā)光分析方法測定人血清中抗壞血酸，方法線性好，靈敏度高，檢測結(jié)果與文獻(xiàn)報道方法相關(guān)性好。
　　 4、碳微球和碳納米球是一類球形碳材料，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱等特性。納米結(jié)構(gòu)的球形碳材料具有廣泛的應(yīng)用前景，成為近年來研究的熱點(diǎn)。通過葡萄糖水熱法制備的

6、碳納米球單分散性好，利用其表面的多功能基團(tuán)可以組裝上貴金屬納米顆粒、氧化物納米顆粒和半導(dǎo)體量子點(diǎn)從而使其具備特殊的催化、磁、電、光和光電性質(zhì)。我們采用葡萄糖水熱法合成碳納米球，并對其結(jié)構(gòu)和表面官能團(tuán)進(jìn)行表征。將碳納米球應(yīng)用于碳酸氫鹽與過氧化氫化學(xué)發(fā)光體系，能夠明顯增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光信號。探討了碳納米球增強(qiáng)發(fā)光的可能機(jī)理，并優(yōu)化反應(yīng)條件，建立了測定過氧化氫的流動注射化學(xué)發(fā)光分析方法，應(yīng)用于自來水和雪水中過氧化氫的檢測，方法靈敏度高，選擇性好。<

7、br>　　 5、高錳酸鉀是一種強(qiáng)氧化劑，目前酸性條件下的高錳酸鉀化學(xué)發(fā)光體系研究比較多。將高錳酸鉀引入碳酸氫鹽與過氧化氫化學(xué)發(fā)光體系，目的研究HCO4-在強(qiáng)氧化劑存在條件下的形成和化學(xué)發(fā)光分解機(jī)理，同時也對高錳酸鉀在堿性條件下的發(fā)光機(jī)理研究起到輔助作用。研究發(fā)現(xiàn)KMnO4參與的NaHCO3-H2O2體系化學(xué)發(fā)光明顯增強(qiáng)，考察了不同表面活性劑和自由基捕獲劑對體系發(fā)光強(qiáng)度的影響，進(jìn)一步研究該體系發(fā)光機(jī)理。推測氧分子二聚體和二氧化碳二聚體為