新型多孔碳納米材料的制備及其在吸附和檢測中的應(yīng)用.pdf

1、多孔碳材料作為一種新型形貌的納米結(jié)構(gòu)的碳材料，因具有較大的電活性表面積、較多的活性位點(diǎn)、良好的機(jī)械穩(wěn)定性和導(dǎo)電性而廣泛地應(yīng)用在催化劑載體、超級(jí)電容器、催化劑、吸附劑和氣體儲(chǔ)存等領(lǐng)域。但是傳統(tǒng)的多孔碳材料的合成主要通過模板法，然而這種方法操作復(fù)雜，成本過高，限制了多孔碳材料的廣泛使用。本研究旨在合成多種成本低、易于合成且不需模板的新型多孔碳材料。針對(duì)性地研究了多孔碳材料在吸附和檢測中的應(yīng)用。
　　本論文主要內(nèi)容如下:
　　1.

2、通過水熱及化學(xué)活化法制備蒙脫土/多孔碳納米球復(fù)合吸附劑實(shí)現(xiàn)對(duì)亞甲藍(lán)的吸附
　　通過水熱與化學(xué)活化法制備蒙脫土/多孔碳納米球(MMT-PCN)復(fù)合吸附劑，通過掃描電鏡(SEM)、X-射線粉末衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)以及氮?dú)馕矫摳郊夹g(shù)等對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明，該復(fù)合吸附劑具有優(yōu)異的孔隙率，較大的比表面積與孔體積。將制備的復(fù)合吸附劑用于亞甲藍(lán)的吸附，吸附研究結(jié)果表明，在最佳的實(shí)驗(yàn)條件下，該復(fù)合吸附劑對(duì)亞甲藍(lán)的

3、吸附量高達(dá)686.94 mg/g，明顯優(yōu)于其它的吸附劑。蒙脫土/多孔碳納米球復(fù)合吸附劑對(duì)亞甲藍(lán)的吸附行為符合二階動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir吸附等溫模型。此外，復(fù)合后的蒙脫土經(jīng)過五次解吸附后仍具有良好的吸附性能。
　　2.基于多孔碳納米棒/功能化石墨烯復(fù)合材料構(gòu)建電化學(xué)適配體傳感器高靈敏檢測鏈霉素
　　通過水熱和化學(xué)活化處理首次成功制備了比表面積與孔體積較大的多孔碳納米棒。利用多孔碳納米棒(PCNR)和多功能石墨烯復(fù)合材料（

4、GR-Fe3O4-AuNPs）作為生物傳感底物，實(shí)現(xiàn)了高靈敏度和低檢測限檢測。在最佳的實(shí)驗(yàn)條件下，該傳感器的線性范圍是0.05-200 ng/mL，最低檢測限為0.028 ng/mL。上述制備的傳感器表現(xiàn)出優(yōu)異的分析性能，良好的重現(xiàn)性，選擇性和穩(wěn)定性。另外，該傳感器還成功地應(yīng)用于牛奶中鏈霉素的檢測。
　　3.基于“信號(hào)衰減”的電化學(xué)適配體傳感器高靈敏檢測鏈霉素
　　通過利用多孔碳納米棒(PCNR)，金納米顆粒和氧化銅官能化的

5、多壁碳納米管復(fù)合材料（MWCNTs-CuO-AuNPs）作為生物傳感基底，實(shí)現(xiàn)了適配體傳感器的信號(hào)放大策略。在這個(gè)策略中，采用多孔碳納米棒作為信號(hào)放大的核心導(dǎo)電材料。多壁碳納米管-氧化銅-金納米顆粒納米復(fù)合材料組合其組分的優(yōu)點(diǎn)，不僅促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移，而且為生物分子的固定提供了豐富的結(jié)合位點(diǎn)。鏈霉素適配體通過金納米顆粒和硫醇基團(tuán)之間的強(qiáng)結(jié)合相互作用固定在納米復(fù)合材料表面上。在最佳的實(shí)驗(yàn)條件下，電化學(xué)適配體傳感器的信號(hào)的變化與鏈霉素的濃度呈線性