氨基功能化石墨烯量子点表面缺陷钝化及其发光增强

通过酸氧化法将氧化石墨烯进一步“切割”制备石墨烯量子点（GQDs）,在100℃水热条件下,用氨水处理石墨烯量子点制备得到氨基功能化石墨烯量子点（N-GQDs）。傅里叶变换红外光谱证明NH₃可以有效地进攻环氧基碳和羧基碳,形成羟胺和酰胺基。原子力显微镜结果表明NH₃不仅能够有助于产生更小的量子点,还对石墨烯纳米片有致孔作用。氨基功能化之后,由于C-O-C相关的n-π^*跃迁受到抑制,N-GQDs发光具有更弱的激发波长依赖性,并使其荧光量子产率从0.3%提高至9.6%。时间分辨发光光谱表明,相比含氧基团,含氮基团相关的局域电子激发态具有更长的荧光寿命和更弱的发射光谱依赖性。     

氮掺杂石墨烯量子点的激发波长依赖性发光研究

激发波长依赖发光是碳基荧光材料中有趣的光学性质之一,其在不同激发波长下呈现的多彩发光对某些实际应用很重要.本文以氧化石墨烯为碳源,采用酸氧化法制备了尺寸约为3~5nm的少层石墨烯量子点(GQDs),然后将其与乙二胺(EDA)在160℃下进行水热反应,得到了石墨烯边缘氮掺杂的石墨烯量子点(NGQDs).采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)证实了N-GQDs中酰胺键和胺C-N键的形成.GQDs的吸收主要来自C=C的π-π*跃迁(265nm)和C-O相关的n-π*跃迁(340nm),而N-GQDs中出现了C(=O)NHR相关的新能级(386nm).GQDs荧光峰随着激发光波长的移动Δλem/Δλex呈现线性变化,斜率约为0.43,而N-GQDs的Δλ_(em)/Δλ_(ex)出现两段线性变化,激发波长在420nm以后斜率增大到0.78,表明C(=O)NHR相关的荧光偶极子具有更强的激发波长依赖性发光特性.     

(NH4)2MoS4引导CdTe QDs自组装及光学性质调控和细胞成像

报道了一种简易、快速调节量子点荧光波长的方法.以GSH为配体水热法合成了发射波长为540 nm左右的绿色荧光CdTe量子点,通过（NH₄）₂MoS₄在加热和常温条件下引导CdTe量子点进行自组装.加热条件下,15 min内可以使发射波长迅速的红移100 nm以上.常温条件下,在48 h内可以缓慢的引导CdTe量子点进行自组装,发射波长缓慢红移70 nm以上.利用对比实验验证了（NH₄）₂MoS₄中的MoS₄^2-对引导CdTe量子点自组装具有特异性,并且构建了一个合理的自组装体的结构单元模型.在细胞成像领域,该自组装体具有潜在的应用前景.     

石墨烯量子点增强聚吡咯超级电容器电极的电化学性质(英文)

通过将吡咯单体在低温下与石墨烯量子点进行原位聚合,获得一种全新的聚吡咯/石墨烯量子点(PPY/GQD)复合材料.实验中采用了扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)对复合物的表面形貌、结构进行表征.结果表明,吡咯单体以石墨烯量子点为软模板,以化学键的方式在石墨烯量子点的表面聚合生长成片状聚吡咯.通过机械冷压法将粉末状PPY/GQD复合物压成圆片电极.电极的电化学测试结果表明,PPY和GQD质量比为50:1所制得的复合物的电容量为485 F.g-1,同时在2000次循环之后电容量只降低了大约2%.通过与同比例的PG(聚吡咯/石墨烯复合材料)以及纯PPY对比,发现聚吡咯/石墨烯量子点的高比容量及优异的循环稳定性将会使其在电化学超级电容器领域中具有潜在的应用价值.     

基于CdSe@CdS/壳聚糖/gC3N4复合物的卡那霉素电化学发光适配体传感器

利用核壳型的CdSe@CdS量子点作为发光物质,并用壳聚糖(CS)、类石墨烯氮化碳(gC₃N₄)与CdSe@CdS量子点合成了CdSe@CdS/CS/gC₃N₄复合物,将该复合物修饰至玻碳电极(GCE)表面,将适配体(Apt)的互补DNA链(cDNA)通过化学反应连接到量子点上,Apt与cDNA发生杂交反应而被修饰至电极表面。将辣根过氧化物酶(HRP)固定到该修饰电极表面,构建了检测卡那霉素(Kana)的电化学发光(ECL)适配体传感器。通过生物催化沉淀(BCP)方法实现Kana的检测,溶液中无Kana时,在H₂O₂的存在下,修饰在电极上的HRP可以催化氧化4-氯-1-萘酚(4-CN),在电极表面产生不导电的苯并-4-氯己二烯酮沉淀,导致电化学发光信号明显降低。溶液中存在Kana时,Kana会与Apt特异性结合,部分dsDNA解旋,导致部分HRP从电极表面脱落,BCP反应减弱,导致ECL信号增强,实现目标物质的特异性检测。计算适配体传感器在Kana溶液中的...     

基于氧化石墨烯和DNA量子点组装体的DNA二元逻辑检测及循环可逆设计

制备了水溶性的氧化石墨烯(GO)和以DNA为模板的Cd Te量子点(P1),通过GO与P1的π-π堆积作用组装构建了纳米生物传感器,将其用于双目标DNA分子的逻辑检测,实现了较高的选择性;通过改进DNA序列,实现了该传感器对双目标分子的可逆循环检测及重复利用.利用原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜、电泳和荧光光谱等方法对传感器的构建和检测过程进行了表征.该P1-GO纳米生物传感器在核酸检测等领域具有较大的应用前景.     

石墨烯量子点功能化金纳米粒子的制备及作为过氧化物模拟酶用于葡萄糖检测

基于石墨烯量子点（GQD）的还原性,在无需外加保护剂的条件下,采用一步法成功制备了稳定性高、分散性好的石墨烯量子点功能化的金纳米粒子（GQD@AuNPs）.所制备的GQD@AuNPs有优良的过氧化物模拟酶催化活性,能够有效地催化H₂O₂氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）产生显色反应.以TMB为模型底物,研究了催化条件（温度和pH）对催化活性的影响.电子自旋共振光谱（ESR）结果表明,GQD@AuNPs与辣根过氧化物酶（HRP）类似,能有效地催化H₂O₂分解成羟基自由基（^·OH）.基于此,结合葡萄糖在葡萄糖氧化酶（GOx）作用下产生H₂O₂的原理,建立了可视化检测血清中葡萄糖含量的简便方法.在优化条件下,本方法的检测范围为2.0×l0^-6～4.0×l0^-5 mol·L^-1,检出限为3.0×l0^-7 mol·L^-1,并对实际样品进行测定,测定结果与临床结果一致.     

绿色、低成本球磨-水热法制备石墨烯量子点及其应用研究

以绿色、简单、成本低的球磨方法制备的石墨烯为碳源,采用一步水热法成功制备了分散性好、尺寸分布均一、平均直径为(4.80 ± 0.20) nm、厚度为1~3层石墨烯烯量子点.分别采用高分辨透射电镜、原子力显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等对石墨烯量子点进行形貌、结构以及荧光性能的表征. 合成的石墨烯量子点可用于Fe.3+的非标记、特异性检测,检测线性范围为2.0×10.-6~7.0×10.-4 mol/L,检出限为1.8×10.-6 mol/L(S/N=3),同时对检测机理进行了推断,证明此石墨烯量子点用于自来水中Fe.3+的检测的可行性;基于其低毒性和优良的生物相容性,所制备的石墨烯量子点可应用于细胞成像研究.本研究为碳纳米材料的制备提供了一种新途径,也为石墨烯量子点在生化分析、成像等方面的研究奠定了基础.     

超小荧光二硫化钨量子点的水热合成及细胞成像应用

以钨酸钠和半胱氨酸为原料, 采用水热法一步合成了具有超小粒径(约2 nm)的二硫化钨荧光量子点(WS₂ QDs). 利用透射电子显微镜(TEM)、 荧光光谱、 X射线光电子能谱(XPS)、 红外光谱(FTIR)和X射线衍射光谱(XRD)对其进行了表征, 并考察了其稳定性和细胞毒性. 结果表明, 制备的WS₂ QDs具有水溶性好、 稳定性高和细胞毒性低的优点. 将此WS₂ QDs用于人乳腺癌细胞(MCF-7)的成像, 并通过溶酶体荧光探针进行共定位, 发现此WS₂ QDs可能借助溶酶体进入细胞内.     

第二近红外窗口荧光Ag2Te量子点的合成

以巯基辛烷为表面配体, 通过调控Ag前体和Te前体的比例, 制备了第二近红外窗口荧光Ag₂Te量子点. 采用透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射光谱(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 紫外-可见-近红外吸收光谱和荧光光谱等对产物进行了表征. 结果表明, 制得了粒径均一、 分散性好的油溶性Ag₂Te量子点, 其最大荧光发射波长位于1320 nm, 荧光量子产率高达4.2%.     

还原石墨烯-CuInS2复合材料的制备及光伏性能

利用溶剂热法制备了新型的还原石墨烯-CuInS₂(rGO-CuInS₂)复合材料. 通过X射线衍射(XRD)、 Raman光谱、 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、 荧光光谱(PL)、 透射电子显微镜(TEM)及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等对所得材料的结构进行了表征. 结果表明, rGO-CuInS₂复合材料中CuInS₂的尺寸为3~5 nm. 将不同组成的rGO-CuInS₂复合材料应用于杂化太阳能电池, 结果发现, 与还原石墨烯(rGO)的能量转换效率相比, rGO-CuInS₂复合材料的能量转换效率得到明显提高, 通过对不同组成的rGO-CuInS₂复合材料制备的太阳能电池器件进行分析, 得到性能达到最高效率(1.10%)时复合物的最佳组成.     

α-Fe2O3/石墨烯水凝胶复合材料的自组装制备及电化学性能

采用水热法自组装合成超薄α-Fe₂O₃/还原氧化石墨烯水凝胶（3DGH）复合材料.复合材料的物性表征和电化学测试结果表明,α-Fe₂O₃/3DGH材料呈三维多孔结构,直径约100 nm的α-Fe₂O₃颗粒均匀生长在还原氧化石墨烯片层上;通过调节复合材料中Fe³⁺的负载量,可实现α-Fe₂O₃颗粒的可控生长,粒径为200~30 nm;作为超级电容器的电极材料,α-Fe₂O₃粒径为100 nm左右时,铁负载量为40%的α-Fe₂O₃/3DGH复合材料具有最大的比电容（750.8 F/g,1 A/g）和循环稳定性（在10 A/g电流密度下,充放电5000次后比电容保持率为81.9%）,高于纯α-Fe₂O₃材料的比电容（251.6 F/g,1 A/g）和循环稳定性（充放电5000次后比电容保持率为43.8%）.     

基于碳量子点过氧化物模拟酶的肌氨酸比色测定

以果皮为原料制备了水溶性碳量子点(CQDs), 透射电子显微镜分析表明其平均粒径为2.4 nm; 红外光谱分析证实CQDs表面富含含氧官能团. 所得CQDs可催化H₂O₂氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)生成蓝色氧化产物(ox-TMB). 基于上述反应, 建立了测定H₂O₂的分析方法, 在pH=3.5, 温度40 ℃, TMB浓度为1.0 mmol/L及孵育时间15 min的条件下, 当H₂O₂浓度在5.0~100 μmol/L范围时, ox-TMB的吸光度随H₂O₂浓度的升高而线 性增强, 方法的检出限为3.0 μmol/L. 鉴于H₂O₂是肌氨酸氧化酶催化肌氨酸氧化的产物之一, 建立了CQDs催化H₂O₂氧化TMB间接测定肌氨酸的分析方法. 结果表明, 当肌氨酸浓度在0.5~350 μmol/L范围内时, 吸光度 与其浓度呈良好的线性关系, 方法的检出限为0.3 μmol/L; 将该方法应用于人体尿样的测定, 回收率为94%~99%.     

三维还原氧化石墨烯/β-环糊精复合物的合成及其电化学检测水中左氧氟沙星北大核心CSCD

成功构筑了β-环糊精修饰的三维还原氧化石墨烯复合材料(3D-rGO/β-CD),并对该复合材料进行扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、热重分析和拉曼光谱分析等一系列的表征,分析了其形貌和结构的特征。进一步将其修饰到玻碳电极(GCE)表面,构建了一种新型电化学传感器(3D-rGO/β-CD/GCE)。利用3D-rGO/β-CD/GCE电化学传感器,通过微分脉冲伏安法(DPV)对左氧氟沙星(LEV)进行了检测。其中,具有多孔结构的三维还原氧化石墨烯具有优异的导电性能、比表面积大、化学稳定性好等优良的性质,而修饰的β-环糊精能在其环形腔内与客体分子结合形成超分子包合物,进而可以对LEV进行有效识别。研究结果显示,在最优实验条件下,3D-rGO/β-CD/GCE对左氧氟沙星的检测具有较宽的线性范围(1~150μmol/L),且检测限可达0.33μmol/L,同时该修饰电极还表现出良好的选择性和稳定性。此外,成功将其应用于实际水样中LEV的检测,表明该传感器具有一定的应用潜力。     

碰撞能对K(2S)+HF(X1Σ+)→KF(X1Σ+)+H(2S)反应的影响

基于Sayós等构建的基态势能面, 运用准经典轨线方法对原子-分子反应K(²S)+HF(X¹∑⁺)→KF(X¹∑⁺)+ H(²S)的立体动力学性质进行了研究. 计算了该反应的极化微分反应截面、 两矢量k?j'相关分布函数P(θ_r)、 三矢量k?k'?j'相关分布函数P(?_r)和空间分布函数P(θ_r,?_r). 结果表明, 产物KF的转动角动量j′不仅在垂直于反应物相对速度矢量k的方向上有强烈的取向效应, 而且还定向于y轴的负方向, 转动角动量j′敏感地依赖于碰撞能.     

芳香取代基结构对螺旋聚乙炔高效液相色谱手性固定相手性识别性能的影响

设计合成了3种源于脯氨酸的手性乙炔基单体——(S)-2-乙炔基-N-芳香胺基甲酰基吡咯烷. 在氯化降冰片二烯铑二聚体{[Rh(nbd)Cl]₂}-三乙胺催化下, 3种单体被转化为相应的光学活性螺旋聚合物. 用高效液相色谱评估了3种聚合物作为手性固定相(CSPs)对9种底物的手性识别性能. 以正己烷/异丙醇(体积比9∶1)为流动相时, 3种聚合物对3对种氢键给体分子苯偶姻(α=1.35~1.44)、 三氟-1-(9-蒽基)乙醇(α=1.11~1.53)、 2,2′-二羟基-1,1′-联萘(α=1.09~1.11)及乙酰丙酮钴(α=1.84~2.38)表现出很好的手性识别能力; 当以正己烷为流动相时, 3种聚合物都能立体选择性地识别氢键给体分子2,2-二甲基-1-苯基-1-丙醇(α=1.12~1.22), 聚[(S)-2-乙炔基-N-(2′-萘基胺基甲酰基)吡咯烷]能识别氢键受体分子2-苯基环己酮(α=1.11). 结合核磁共振波谱、 拉曼光谱、 旋光测试、 紫外吸收光谱和圆二色光谱及液相色谱等方法, 系统研究了芳香侧基结构与连接位置对聚合物螺旋构象和对映体选择性拆分能力的影响. 分子对接模拟结果表明, 1-萘基的空间位阻大于2-萘基且可促进形成更强的分子内氢键, 不利于大尺寸底物(如联萘酚)的手性拆分. 与苯基相比, 引入萘基有利于增强聚合物与底物间的π-π相互作用, 提高聚合物的立体选择性和手性识别能力.     

Synthesis of Ruthenium-Graphene Quantum Dots Artificial Oxidase and Its Application in Colorimetric Detection of Phoxim in Carrots北大核心CSCD

The histidine functionalized graphene quantum dots（His-GQDs）react with ruthenium trichloride to form a stable ruthenium complex. This complex is treated in a N2 atmosphere at 600 ℃ for 1 h to obtain a ruthenium-graphene quantum dot composite （Ru-His-GQD）. The results of scanning electron microscopy （SEM）and transmission electron microscopy（TEM）analysis demonstrate that Ru-His-GOD has one three-dimensional structure. The diameter of ruthenium nanoparticles is between 40 and 60 nm. Ru-His-GQD is rich in functional groups and has high oxidase-like activity. Based on Ru-His-GQD catalyzed oxidation of 3,3′,5,5′-tetramethylbenzidine（TMB）to produce blue compounds,a photometric method for the determination of phoxim in carrots is established. Phoxim can inhibit the activity of Ru-His-GQD oxidase,resulting in a decrease in the absorbance of the blue compound. When the concentration of phoxim is between 30～240 μg/ L,the absorbance of the oxidation product of TMB at 652 nm decreases linearly with the increase of phoxim concentration. The detection limit of the method reaches 7. 33 μg/L（S/N=3）,and the sensitivity is higher than those in literature. It has been successfully applied to the detection of phoxim in carrots. © 2022, Science Press (China). All rights reserved.     

二硫化钼量子点/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化降解有机染料、四环素和Cr（VI）

以钼酸钠、L-半胱氨酸和氧化石墨烯为原料,采用一锅溶剂热还原法制备了二硫化钼量子点/还原氧化石墨烯（MoS₂ QDs/rGO）复合材料,分别以罗丹明B、亚甲基蓝、四环素和Cr（VI）为目标污染物,研究了复合材料的可见光响应光催化降解性能。结果显示,MoS₂ QDs/rGO对两种染料和Cr（VI）的光催化降解率均可达97%以上,对四环素的光催化降解率为69%;循环使用10次,对目标染料的降解率均保持在90%以上。说明MoS₂ QDs/rGO具有良好的催化活性和稳定性。在降解体系中分别加入异丙醇、对苯醌和乙二胺四乙酸二钠捕获剂,结果显示,超氧自由基（?O₂^-）是MoS₂ QDs/rGO光催化反应的主要活性物种。     

氧化石墨烯调控钼酸铋在可见光下选择性光催化降解环境水中的抗生素

以氧化石墨烯(GO)作为增强光催化剂活性的调节剂, 采用一步水热法制备钼酸铋/氧化石墨烯(Bi₂MoO₆/GO)异质结光催化剂, 其可见光响应拓展至570 nm, 带隙能降至2.56 eV. 当m_Bi2MoO6/m_GO=100∶1时, Bi₂MoO₆/GO(100∶1)光催化剂在可见光的辐射下, 对水溶液中四环素和喹诺酮类抗生素选择性的高效催化降解去除能力为Bi₂MoO₆的2.1倍. Bi₂MoO₆/GO(100∶1)光催化剂活性的提高依赖于范德华力作用下的二维Bi₂MoO₆纳米片-二维GO纳米片界面的紧密接触. 有效的界面接触改善了光生电子的转移和光生载流子的分离. 自由基清除实验结果表明, ?OH起主要作用. 结合高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)法对降解产物的分析, 提出了不同光催化剂催化降解恩诺沙星具有相似的降解途径和降解产物.