銀-石墨烯納米雜化材料的制備、表征及性能研究.pdf

1、納米材料隨著表面電子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)的變化，其產(chǎn)生了一系列常規(guī)材料所沒有的特性，具體表現(xiàn)為小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)、表面效應(yīng)和介電限域效應(yīng)。相比傳統(tǒng)材料，具備上述特性，納米材料往往表現(xiàn)出異于常規(guī)材料的性能，使其在各個領(lǐng)域都有著非常廣泛的潛在應(yīng)用。
　　基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜法(matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass s

2、pectrometry，MALDI-TOF MS)已經(jīng)成為生物分析中重要技術(shù)，特別對DNA、蛋白質(zhì)及多糖等生物大分子的質(zhì)量分析，具有樣品用量少以及可以確定堿基序列或肽序列等優(yōu)點，并且由于其高靈敏度及無須進行標記，特別適合進行高通量篩選。由于基質(zhì)所形成的離子簇或者基質(zhì)降解產(chǎn)物在低分子量區(qū)(<700 Da)產(chǎn)生較高的化學(xué)背景干擾，MALDI-TOF MS很少用于分析小分子物質(zhì)(<700 Da)。表面輔助激光解吸電離質(zhì)譜法(surface-a

3、ssisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry，SALDI-TOF MS)作為一種免有機基質(zhì)的方法，利用無機納米粒子或者納米結(jié)構(gòu)，在免有機基質(zhì)干擾的情況下，實現(xiàn)對蛋白質(zhì)和聚合物等大分子物質(zhì)及藥物，肽，碳水化合物，和非極性化合物等小分子物質(zhì)的質(zhì)譜分析。
　　由于納米粒子具備小尺寸效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)，使其在作為催化劑方面具有許多優(yōu)

4、勢，如其催化活性、重復(fù)性及選擇性遠遠超出傳統(tǒng)的催化劑。
　　表面增強拉曼散射(SERS)技術(shù)是一種非常有效的非破壞性的分析工具，具有高靈敏度，高選擇性和熒光猝滅特性，可以為貴金屬如金、銀等表面附近分子提供其相關(guān)的豐富分子信息及分子結(jié)構(gòu)信息。它可以實現(xiàn)單分子的分子特征的檢測靈敏度，已成為一種各種分子的表征和檢測的技術(shù)。用于SERS基底設(shè)計方法包括定位或制備相鄰納米級間距的金屬納米結(jié)構(gòu)，這非常具有發(fā)展前景。
　　基于以上研究背景

5、，本論文中我們做了一下三方面的研究。
　　1.我們設(shè)計和構(gòu)筑了一種基于銀納米粒子和石墨烯的雜化多孔結(jié)構(gòu)，將其用于SALDI-TOF MS對氨基酸、脂肪酸等多種小分子物質(zhì)的分析。為了產(chǎn)生雜化納米多孔基板，我們選用交替層層靜電吸附方法，在硅片上組裝了多孔銀納米粒子-石墨烯組裝的九層膜，掃描電子顯微鏡(SEM)測試表明銀納米粒子和石墨烯在多孔膜中共存。該分析方法無需復(fù)雜的樣品處理過程，將待分析物直接在該多孔結(jié)構(gòu)上點樣，即可得到氨基酸、脂

6、肪酸等多種小分子質(zhì)譜峰。
　　2.我們通過采用氯金酸與氧化石墨烯薄片負載的銀納米粒子之間的置換反應(yīng)原位制備了氧化石墨烯負載的Au-Ag雙殼中空納米籠復(fù)合納米材料。首先通過微波法合成了所用到氧化石墨烯薄片負載的銀納米粒子。采用透射電鏡(TEM)，能量色散 X射線光譜(EDX)及X射線光電子能譜(XPS)表征了所合成的雜化材料。在過量的硼氫化鈉的存在下，以氧化石墨烯負載的Au-Ag雙殼中空納米籠復(fù)合納米材料作為固相非均相催化劑對對硝基

7、苯酚(4-NP)還原為對氨基苯酚(4-AP)反應(yīng)進行了催化研究，其具有較高的催化活性和良好的穩(wěn)定性。
　　3.我們提出了一種在沒有任何聚集劑條件下銀納米粒子溶液可以發(fā)生聚集的簡單、穩(wěn)定、可重復(fù)的方法。該聚集方法是是由離心過程，水洗過程和超聲過程引起的。通過紫外光譜和透射電鏡表征了銀納米粒子的聚集體。該聚集體形成機理是基于納米粒子表面包合劑的不均勻分布，促使聚集結(jié)構(gòu)的形成。通過該方法得到的銀納米粒子聚集體，實現(xiàn)了對低濃度殘余的檸檬酸