卟啉光電復(fù)合材料的電子轉(zhuǎn)移研究.pdf

1、由于卟啉及金屬卟啉體系在可見光區(qū)有強(qiáng)烈的光譜響應(yīng),它們的平面大環(huán)結(jié)構(gòu)能提供π-π躍遷和電荷轉(zhuǎn)移,這些是具有良好的光導(dǎo)性的先決條件,使得卟啉分子具有剛性、電子緩沖性、光電磁性、生物相容性和高度的電化學(xué)穩(wěn)定性,因此卟啉及其衍生物在仿生化學(xué)、催化、太陽(yáng)能利用、特種材料、醫(yī)學(xué)和分析化學(xué)等方面有著廣闊的應(yīng)用前景,同時(shí)納米材料具有特殊的結(jié)構(gòu)以及由此產(chǎn)生的一系列獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì),其應(yīng)用已涉及到納米電子學(xué)、納米化學(xué)、催化、生物傳感器、環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)藥

2、等諸多領(lǐng)域。本論文以卟啉為主導(dǎo),結(jié)合納米材料制備了功能化納米復(fù)合材料,并研究了其光電化學(xué)性質(zhì),及其對(duì)氫醌的光電氧化行為,建立了環(huán)境污染物的高靈敏度、高選擇性的光電化學(xué)方法,可用于環(huán)境監(jiān)測(cè)等相關(guān)領(lǐng)域,同時(shí)為一些對(duì)光具有不同吸收的化合物提供了一種光電識(shí)別的方法。其研究工作主要包括以下三個(gè)方面:
　　一、構(gòu)建了UV-vis/SECM平臺(tái)用于簡(jiǎn)單地研究界面光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移。在SECM的反饋模式下,我們研究了不同因素影響下的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移過程

3、。實(shí)驗(yàn)表明在546nm下,界面光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移常數(shù)至最大,這可能是因546nm附近是卟啉的Q帶吸收,卟啉可以很大程度上地被激發(fā)失去電子,形成正離子物種。當(dāng)物種擴(kuò)散至基底時(shí),可以與探針上被還原的HQ發(fā)生雙分子氧化還原反應(yīng),因而能夠檢測(cè)到正反饋曲線。同時(shí),我們?cè)诶碚撋项A(yù)測(cè)了這種電子轉(zhuǎn)移發(fā)生的可能性,計(jì)算得ET?G值為-2.98eV,說明在熱力學(xué)上,電子轉(zhuǎn)移具有可能性。因此,SECM模式下的雙分子氧化還原反應(yīng)體系可以用于進(jìn)一步的研究生物體系中的

4、光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移。
　　二、采用NaBH4還原法成功地制備了卟啉/納米金/石墨烯納米復(fù)合材料,構(gòu)建了卟啉/納米金/石墨烯納米復(fù)合材料的光電傳感器。發(fā)現(xiàn)此種光電傳感器在光輻射條件下對(duì)氫醌顯示出良好的光電響應(yīng),并考察了波長(zhǎng)、偏壓對(duì)光響應(yīng)的影響,并在20-240nM濃度范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,檢測(cè)限為4.6nM,此種光電傳感器靈敏度高,選擇性較好,為多種生物分子的檢測(cè)提供了平臺(tái),使得其在環(huán)境檢測(cè),生物電化學(xué)等領(lǐng)域顯示出廣泛的應(yīng)用。