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碳纳米粒子支撑的钯纳米催化剂在甲酸氧化中的电催化活性(英文)

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电化学 2012年第6期18卷 508-514页

作者：黄洁周志有宋洋康雄武刘珂周万城陈少伟加利福尼亚大学化学与生物化学系美国圣克鲁兹95064 西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

采用化学还原法制备了碳纳米粒子支撑的钯纳米结构（Pd-CNP）.透射电镜表征显示在Pd-CNP纳米复合物中,金属Pd呈菜花状结构,粒径约20~30 nm.它们由许多更小的Pd纳米粒子（3~8 nm）组成.电化学研究表明,Pd-CNP的电化学活性面积比商业Pd黑... 详细信息

采用化学还原法制备了碳纳米粒子支撑的钯纳米结构（Pd-CNP）.透射电镜表征显示在Pd-CNP纳米复合物中,金属Pd呈菜花状结构,粒径约20~30 nm.它们由许多更小的Pd纳米粒子（3~8 nm）组成.电化学研究表明,Pd-CNP的电化学活性面积比商业Pd黑低40%,可能原因是部分Pd表面被一层碳纳米粒子覆盖,但其对甲酸氧化却表现出更好的电催化活性,质量比活性和面积比活性都比Pd黑高几倍.催化活性增强的原因可能是碳纳米粒子支撑的Pd纳米结构具有特殊的层次化结构,可以形成更多的活性位,以及表面位更利于反应进行.

关键词：钯纳米结构碳纳米粒子甲酸电氧化燃料电池

固态发光碳纳米粒子的制备及在潜指纹成像中的应用

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高等学校化学学报 2019年第12期40卷 2583-2589页

作者：王桂萍张平王桂燕沈阳理工大学装备工程学院沈阳 110159 沈阳药科大学制药工程学院沈阳 110016

采用热分解法,以柠檬酸钠和尿素为前驱体,通过控制反应温度制备了不需要结合任何固体分散基质即可呈现明亮固态发光的碳纳米粒子(CNPs).利用X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和光... 详细信息

采用热分解法,以柠檬酸钠和尿素为前驱体,通过控制反应温度制备了不需要结合任何固体分散基质即可呈现明亮固态发光的碳纳米粒子(CNPs).利用X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM),X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)等对CNPs的物相、形貌和粒径、表面基团及光学特性进行了表征.结果表明,该CNPs为无定形碳结构,准球形形貌,粒径分布在5~15 nm范围,其表面存在C=O,C=N和O=C-N等基团.CNPs的水溶液和固体粉末在365 nm紫外光辐射下,均呈现明亮的蓝绿色发光.将该CNPs粉末用作荧光试剂可直接显现不同非渗透性客体表面的潜指纹(LFPs).在365 nm紫外光激发下,CNPs粉末刷显后的LFPs细节特征清晰可辨,强荧光背景客体表面的LFPs获得了高对比度的显现效果.同时,老化30 d的LFPs利用CNPs粉末也能够显现出可识别的指纹细节.CNPs发光粉末作为指纹试剂在刑侦领域具有潜在的应用前景.

关键词：碳纳米粒子固态发光潜指纹成像

分步磁控溅射ZnO和/或功能化碳纳米粒子修饰ZnO电子传输层增强聚合物太阳能电池效率

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光谱学与光谱分析 2017年第2期37卷 517-521页

作者：周建萍李欣煜朱峰陈晓红徐征上海电力学院自动化工程学院上海200090 华东师范大学物理与材料科学学院和纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心上海200062 北京交通大学发光与光信息技术教育部重点实验室北京100044

氧化锌具有良好电子传输性和高透光性,ZnO作为电子传输层已被广泛应用于聚合物太阳能电池。但采用溶胶凝胶法和真空镀膜制备ZnO电子传输层,因ZnO界面具有大量缺陷,极大增加载流子复合。抑制ZnO界面复合电流和改善ZnO界面接触性能,是提高... 详细信息

氧化锌具有良好电子传输性和高透光性,ZnO作为电子传输层已被广泛应用于聚合物太阳能电池。但采用溶胶凝胶法和真空镀膜制备ZnO电子传输层,因ZnO界面具有大量缺陷,极大增加载流子复合。抑制ZnO界面复合电流和改善ZnO界面接触性能,是提高ZnO基电子传输层聚合物太阳能电池性能关键所在。基于P3HT:PCBM反转型聚合物太阳能电池,采用磁控溅射ZnO层,研究了离子液功能化碳纳米粒子(ILCNs)修饰层或Ar/O_2混合气体溅射沉积ZnO修饰层,以及Ar/O_2溅射ZnO界面层与ILCNs联合修饰ZnO界面的聚合物太阳能电池性能。纯Ar和Ar/O_2混合气体下一步溅射沉积ZnO电子传输层,其电池效率分别为2.2%和2.8%。经ILCNs修饰或Ar/O_2溅射ZnO修饰层,电池效率分别达到3.4%和3.1%,并且分步溅射ZnO层并联合ILCNs修饰ZnO界面,聚合物太阳能电池效率可提高到3.8%。ZnO修饰型聚合物太阳能电池克服了电化学阻抗负阻效应,降低了反向暗电流并显示出更好的整流特性。研究表明,采用ILCNs修饰ZnO层和分步溅射ZnO层能有效抑制ZnO界面缺陷和改善界面接触性能,而采用分步溅射ZnO层与ILCNs联合修饰ZnO界面,这种联合修饰ZnO界面方案,更能增强ZnO层电子传输和提取能力,是提高聚合物太阳能电池效率更为有效方案。

关键词：聚合物太阳能电池碳纳米粒子磁控溅射 ZnO 负阻效应

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一步合成铁氮掺杂碳纳米粒子及其可见光催化

无机化学学报 2015年第10期31卷 1938-1945页

作者：李洪仁张岩刘诗琪李锋沈阳大学师范学院化学系沈阳110044

使用柠檬酸、草酸铵作为碳源物质,三氯化铁为铁源,直接热分解法一步合成铁氮掺杂碳纳米粒子。所得的铁氮掺杂碳纳米粒子溶液在365 nm的紫外辐射下发射蓝色荧光。对铁氮掺杂碳纳米粒子进行了XRD、TEM、FTIR、FL、XPS表征。合成的铁氮掺... 详细信息

使用柠檬酸、草酸铵作为碳源物质,三氯化铁为铁源,直接热分解法一步合成铁氮掺杂碳纳米粒子。所得的铁氮掺杂碳纳米粒子溶液在365 nm的紫外辐射下发射蓝色荧光。对铁氮掺杂碳纳米粒子进行了XRD、TEM、FTIR、FL、XPS表征。合成的铁氮掺杂碳纳米粒子分散均匀,直径大约3-5 nm。荧光光谱表明：粒子荧光性能优良,发射光谱依赖激发波长变化,具有多色性。此外,合成的掺杂碳纳米粒子溶液在长波长的可见光和红外光激发下有较好的荧光辐射,具有上转换功能。将其应用于可见光光降解亚甲基蓝MB,在MB起始浓度为20 mg·L-1,不使用氧化剂时,15 h可以使褪色率达到90%;使用过氧化氢为氧化剂,15min可以达到97%,其光催化性能优良。对其氧化还原反应机理进行了电化学评估,评估结果与理论吻合。

关键词：铁氮掺杂碳纳米粒子荧光热分解合成光催化

氮和磷共掺杂碳纳米粒子荧光猝灭选择性检测亚叶酸钙

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分析化学 2023年第2期51卷 296-304页

作者：李莉李猛杨明利李洪雷张焕马跃林乐儿张明南京医科大学康达学院连云港市第二人民医院胸外科

以磷酸铵((NH4)3PO4)和抗坏血酸钠为原料，通过一步水热法合成了氮和磷共掺杂碳纳米粒子(N/P-CNPs)，量子产率为19%。基于亚叶酸钙(CF)对N/P-CNPs的快速、高选择性猝灭，建立了测定CF的新方法。在最优实验条件下，在0.2～108.5μmol/L... 详细信息

以磷酸铵((NH4)3PO4)和抗坏血酸钠为原料，通过一步水热法合成了氮和磷共掺杂碳纳米粒子(N/P-CNPs)，量子产率为19%。基于亚叶酸钙(CF)对N/P-CNPs的快速、高选择性猝灭，建立了测定CF的新方法。在最优实验条件下，在0.2～108.5μmol/L范围内，CF的浓度与N/P-CNPs的荧光猝灭程度((F0–F)/F0,F0为N/P-CNPs的初始荧光强度，F为加入CF后的荧光强度)呈良好的线性关系，检出限为0.05μmol/L。经实验验证，CF对N/P-CNPs的荧光猝灭机理为内滤效应和静态猝灭效应。将本方法用于实际样品中CF含量的检测，所得结果与高效液相色谱法测定结果基本一致，表明本方法具有良好的实用性，为检测CF提供了一种新策略。

关键词：氮和磷共掺杂碳纳米粒子荧光亚叶酸钙内滤效应静态猝灭

基于Nafion/碳纳米粒子修饰的葡萄糖传感器

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分析化学 2010年第1期38卷 125-128页

作者：汪美芳张伟方宾安徽师范大学化学与材料科学学院皖南医学院化学教研室

采用滴涂法制备了Nafion/碳纳米粒子复合物修饰玻碳电极,该电极对H2O2具有良好的电催化氧化性能。还利用滴涂法制备了Nafion/碳纳米粒子复合物包裹的葡萄糖酶电化学生物传感器,该生物传感器对葡萄糖有着良好的电催化作用。应用该传感器... 详细信息

采用滴涂法制备了Nafion/碳纳米粒子复合物修饰玻碳电极,该电极对H2O2具有良好的电催化氧化性能。还利用滴涂法制备了Nafion/碳纳米粒子复合物包裹的葡萄糖酶电化学生物传感器,该生物传感器对葡萄糖有着良好的电催化作用。应用该传感器对葡萄糖进行了检测,检测线性范围为2.0×10-6～6.0×10-3mol/L,检出限为1.6×10-6mol/L(S/N=3),实验结果表明该传感器具有良好的稳定性、重现性和抗干扰能力。对小鼠血清样品中的葡萄糖进行检测,结果令人满意。

关键词：碳纳米粒子过氧化氢葡萄糖电化学传感器

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基于高荧光碳纳米粒子的Fe3+超灵敏检测

分析化学 2014年第10期42卷 1427-1433页

作者：尹苹苹艾可龙李美丽孙国英长春工业大学化学与生命科学学院中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室

以廉价的豆腐残渣为碳源,用简单的水热合成法,在不同的温度下成功制备了水溶性的发射蓝光的碳纳米粒子(Carbon nanoparticles,CNPs)。通过AFM、Uv-vis、FTIR、NMR、XPS及荧光光谱对碳纳米粒子的结构和光学性能进行了研究。实验结果表明... 详细信息

以廉价的豆腐残渣为碳源,用简单的水热合成法,在不同的温度下成功制备了水溶性的发射蓝光的碳纳米粒子(Carbon nanoparticles,CNPs)。通过AFM、Uv-vis、FTIR、NMR、XPS及荧光光谱对碳纳米粒子的结构和光学性能进行了研究。实验结果表明,随着制备温度升高,CNPs的荧光量子产率(Quantum yield,QY)增加,当温度达到240℃时,QY可达15.24%。该CNPs荧光探针对Fe3+的检测表现出了良好的灵敏度和选择性,检测限低至50 nmol/L。同时,CNPs荧光探针能够实现真实水样及细胞内Fe3+的检测,在传感及生物成像领域具有潜在的实际应用价值。

关键词：豆腐残渣碳纳米粒子荧光探针铁离子

碳纳米粒子在聚合物基体中的分散与凝聚行为研究

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碳纳米粒子在聚合物基体中的分散与凝聚行为研究

作者：刘星华东理工大学

学位级别：硕士

本文提出了两种"impurity-free"改性碳纳米粒子的新方法。一种方法是采用聚右旋乳酸(PDLA)接枝多壁碳纳米管(MWNT)。研究发现,聚右旋乳酸与聚左旋乳酸(PLLA)基体存在强相互作用,可形成立构复合物晶体,能够有效分散MWNT;研究还发现,MWNT... 详细信息

本文提出了两种"impurity-free"改性碳纳米粒子的新方法。一种方法是采用聚右旋乳酸(PDLA)接枝多壁碳纳米管(MWNT)。研究发现,聚右旋乳酸与聚左旋乳酸(PLLA)基体存在强相互作用,可形成立构复合物晶体,能够有效分散MWNT;研究还发现,MWNT自发凝聚形成导电网络可以促进立构复合物晶体网络的形成,在大幅度减少PDLA用量的前提下提高PLLA基导电复合材料的耐热温度。MWNT网络的形成可明显提高材料的玻璃化转变温度,使Tg升高了15-20℃。另一种方法利用聚酰亚胺(PI)前驱体聚酰胺酸(PAA)在研磨过程降解形成的活性小分子形成碳黑(CB)的"impurity-free"分散剂改性CB。拉曼和红外以及紫外-可见光吸收光谱证实了降解PAA分子对CB的改性作用。TEM照片表明该分散剂可以显著促进CB粒子在PI基体中的均匀分散,分散粒径约为200nm。研磨过程中添加高分子量PAA更有利于CB在PI基体中的均匀分散。研究高性能PI/CB复合薄膜的制备和性能。"impurty-free"分散剂PAA不仅能够有效稳定CB粒子的分散,改善PI/CB薄膜体积电阻和表面电阻的分布均匀性,而且增强了CB和PI的复合界面的强度,大大提高了材料的力学性性能,综合性能远胜于一般商用分散剂。PAA与CB粒子之间具有较强的相互作用,当CB粒子和PAA共存于溶剂时会产生以炭黑颗粒为交联点,PAA分子链为网线的物理凝胶。该凝胶具有可逆性,被破坏之后能够自发恢复。

关键词：碳纳米粒子导电高分子复合材料纳米分散表面修饰

碳纳米粒子对鲁米诺电化学发光体系抑制作用的研究及其在DNA检测中的应用

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碳纳米粒子对鲁米诺电化学发光体系抑制作用的研究及其在DNA检测...

作者：张丽红陕西师范大学

学位级别：硕士

核酸是储存生命体遗传信息的大分子,具有相对复杂的结构,因此,发展能够准确快速的检测生命体遗传信息的方法,在生物学领域是相当重要的研究课题。目前为止,有关DNA的检测方法中,发展较为成熟的主要有聚合酶链式反应(PCR)和基因芯片,但... 详细信息

核酸是储存生命体遗传信息的大分子,具有相对复杂的结构,因此,发展能够准确快速的检测生命体遗传信息的方法,在生物学领域是相当重要的研究课题。目前为止,有关DNA的检测方法中,发展较为成熟的主要有聚合酶链式反应(PCR)和基因芯片,但这两种方法检测技术复杂、仪器设备昂贵,使其广泛的检测应用受到一定的限制,因此,出现了许多利用杂交反应发展起来的DNA检测技术,主要包括荧光法、化学发光法、电化学法、电化学发光法。电化学发光(ECL)主要指对电极施加一定激发电压,通过在电极表面发生电化学反应而获得电生物质,这些电生物质之间或与体系中其他组分之间发生电子转移产生活跃的激发态,激发态回到基态产生光辐射的过程。由于电化学发光法具有一些优点,如线性范围宽、灵敏度高、可控性好、操作方便、仪器简单、分析速度快等,目前在生物、医学、遗传物质、免疫分析环境等领域有着广泛的应用。本文主要是基于新型纳米材料-碳纳米粒子(CDots)对鲁米诺电化学发光体系的抑制作用,以及单双链DNA与碳纳米粒子作用方式的差异,构建了快速、简单、廉价的DNA电化学发光检测体系。分别利用探针在溶液中和固定在电极表面两种方式进行检测。本论文主要由综述和研究报告两部分组成,综述部分主要介绍了电化学发光的发展简史、定义及分析特性、鲁米诺和钌联吡啶两大电化学发光体系的原理及分析应用;DNA传感器的构建及分析方法;纳米材料在电化学发光领域的应用及新型纳米材料-碳纳米粒子的合成及应用;最后阐述了本文的研究目的和意义。第二部分为研究报告,主要由两部分组成：2.1鲁米诺-碳纳米粒子电化学发光体系检测非固定化DNA的研究利用阶跃脉冲作为电化学激发方式,借助于碳纳米粒子对鲁米诺电化学发光体系的抑制作用,当在其中加入探针DNA发光信号会得到恢复,探针DNA与目标DNA进行杂交之后,信号又会有所降低,因此利用该信号差异实现对目标DNA的检测,该检测方法的线性范围为2.5×10-12～1.0×10-10mol/L,检出限为1.8×10-13mol/L。该检测过程都在溶液当中进行,无需对所用核酸序列进行标记和固定,实现了对DNA简单、快速、灵敏的检测。2.2鲁米诺-碳纳米粒子电化学发光体系对DNA传感的研究基于在2.1章节中所用到的检测体系,我们发现,传感器对目标DNA的识别随着浓度的增加是一个负增长的趋势,因此,我们在这一部分的研究工作中将探针DNA固定到电极表面,由于碳纳米粒子会通过π-π键的方式结合到探针DNA上,使其接近电极表面而对鲁米诺电化学发光的抑制作用增强;当固定在电极上的探针DNA与目标DNA进行杂交之后,由于双链DNA的刚性结构以及带负电荷的磷酸基团对碳纳米粒子的排斥,使得其离开电极表面附近,对鲁米诺发光的抑制作用也降低,电化学发光信号又得到恢复,根据DNA杂交前后电化学发光信号的差异实现对目标DNA的识别,该检测方法的线性范围为1.0×10-10～7.5×10-9mol/L,检出限为5.2×10-11mol/L。同时,该传感体系还可以用于检测较长碱基序列,如45、55个碱基序列的DNA链。本文运用DNA杂交技术,基于碳纳米粒子对鲁米诺电化学发光的抑制作用,以及碳纳米粒子与单双链DNA相互作用的方式和程度的不同,构建了两种不同的DNA检测方法,不仅为DNA传感器的制作提供了新思路,同时也实现了碳纳米粒子在电化学发光领域的应用性研究。

关键词：鲁米诺电化学发光抑制效应碳纳米粒子 DNA检测