高分子模板对CdS量子点制备及其光催化性能的影响

分别以球形聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子和线形聚乙烯吡咯烷酮(PVP)两种结构不同的高分子为模板, 原位制备了分散良好的CdS量子点(CdS QDs), 并以甲基橙为降解对象, 研究了高分子模板结构对CdS量子点的制备和光催化性能的影响. 结果表明, 以PAMAM 树形分子为模板制备的CdS量子点(CdS QDs/PAMAM)比以PVP为模板制备的CdS量子点(CdS QDs/PVP)的尺寸分布更窄, 激子吸收峰更明显, 光致发光(PL)强度更高|并且在量子点尺寸接近的情况下, CdS QDs/PAMAM的催化效率明显高于CdS QDs/PVP. 这是由于PAMAM树形分子独特的结构有利于生成尺寸均匀的CdS量子点, 且不易钝化量子点表面的活性位点|而线性的PVP分子量分布较宽, 使制备的量子点的尺寸分布较宽, 且PVP分子链缠绕在CdS量子点表面, 钝化了部分活性位点, 降低催化效率. 此外, CdS QDs/PAMAM的催化能力随粒径减小而增大.     

基于GSH-CdTe/CdS量子点的荧光变化研究hsDNA与盐酸洛美沙星-Cu(Ⅱ)配合物的相互作用

采用水相法合成了谷胱甘肽(GSH)修饰的CdTe/CdS量子点(GSH-CdTe/CdS QDs). 透射电子显微镜表征结果表明, GSH-CdTe/CdS QDs的粒径分布均匀, 分散性好. 在Tris-HCl(pH=7.6)缓冲液中, 由于静电引力作用, 带正电的盐酸洛美沙星(LMFH)-Cu(Ⅱ)配合物[LMFH-Cu(Ⅱ)]吸附到带负电的GSH-CdTe/CdS QDs表面形成基态复合物, 导致GSH-CdTe/CdS QDs的荧光猝灭. 随后, 向GSH-CdTe/CdS QDs-LMFH-Cu(Ⅱ)配合物体系中加入鲱鱼精DNA(hsDNA), hsDNA可诱导LMFH-Cu(Ⅱ)配合物从GSH-CdTe/CdS QDs表面脱落而嵌入到hsDNA的双螺旋结构中, 使GSH-CdTe/CdS QDs的荧光恢复. 通过对GSH-CdTe/CdS QDs荧光的可逆调控, 利用荧光光谱、 紫外-可见吸收光谱和共振瑞利散射光谱研究了hsDNA与LMFH-Cu(Ⅱ)配合物的相互作用. 通过对比GSH-CdTe/CdS QDs与LMFH相互作用的光谱性质, 讨论了GSH-CdTe/CdS QDs-LMFH-Cu(Ⅱ)-hsDNA的相互作用机理, 模拟了作用过程, 从而建立了一种研究氟诺喹酮类药物的金属配合物与核酸相互作用机制的光谱方法.     

紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究壳核型 CdTe/CdS量子点与盐酸巴马汀的相互作用及其分析应用

合成了巯基乙酸(TGA)修饰的壳核型CdTe/CdS量子点(TGA-CdTe/CdS QDs), 利用紫外-可见光谱和荧光光谱研究了TGA-CdTe/CdS QDs与盐酸巴马汀(PC)的相互作用机理. 结果表明, 在pH=7.4的Tris-HCl缓冲液中, QDs与PC相互作用后使QDs的荧光呈线性猝灭, 并有良好的线性关系(r=0.997), 线性范围为25~1×10⁴ ng/mL, 检出限(3σ)为7.7 ng/mL. 建立了一种快速简便、 可定量测定PC的新方法.     

阳离子交换法制备稳定的近红外区核/壳型PbS/CdS量子点

硫化铅量子点(PbS QDs)的光氧化稳定性差是其应用于太阳能电池等领域的主要限制因素之一. 采用阳离子交换法在合成的PbS量子点表面包裹一层具有更稳定、更大禁带宽度的硫化镉(CdS)壳层, 制备出稳定的核/壳型PbS/CdS量子点; 同时, 研究了反应温度和反应时间对阳离子交换过程的影响规律. 通过透射电子显微镜和高分辨透射电子显微镜(TEM/HRTEM)、X射线衍射仪(XRD)、吸收光谱和荧光光谱考察了所制备PbS/CdS量子点的结构、光学特性和光氧化稳定性．结果表明: 阳离子交换过程中, 离子交换反应程度有限、仅发生在量子点的表面层, 但极薄的CdS壳层已能有效钝化PbS量子点的表面缺陷、显著提高其光氧化稳定性.     

高灵敏赭曲霉毒素A电化学适配体传感器的构建

利用CdS QDs/SiO_2纳米粒子作为电子媒介体制备了一种高灵敏度的赭曲霉毒素A(OTA)电化学适配体传感器.实验过程中,首先合成了CdS QDs/SiO_2纳米粒子,之后采用透射电子显微镜、紫外吸收光谱方法等对制备的纳米材料进行了表征.该复合材料在保持了SiO_2纳米粒子良好的生物相容性和均一性的同时增加了CdS QDs的负载量,从而有利于传感器的信号放大.在组装过程中,先将捕获探针(cDNA)固定在金电极表面,适配体与捕获探针杂交形成双链,此时没有电化学信号;当OTA存在时,适配体会与OTA结合而从电极表面脱离,再将标记有CdS QDs/SiO_2纳米复合材料的信号探针(sDNA)与电极上自由的cDNA杂交,产生电化学信号.最优条件下,传感器电化学信号强度增加值与OTA浓度在0.5 pg/m L~10.0 ng/m L范围内呈现良好的线性关系,检测限低至0.091 pg/m L.     

基于DNA电化学发光传感器研究金纳米颗粒对量子点的电化学发光影响

纳米金颗粒具有高的消光系数和良好的表面等离子体共振特性, 其等离子体共振特性受纳米金颗粒的尺寸和周围环境等因素的影响. 本文基于半导体纳米晶电化学发光信号对金纳米颗粒的距离依赖性制备了DNA电化学发光传感器. 首先利用循环伏安法(CV)在玻碳电极(GCE)表面原位沉积金纳米颗粒(AuNPs), 巯基丙酸包裹的CdS量子点(QDs)与氨基修饰的双链DNA (dsDNA)通过酰胺键缩合, 形成量子点修饰的双链DNA(QDs-dsDNA). 最后将QDs-dsDNA 通过dsDNA 另一端的巯基组装到纳米金表面, 得到CdS QDs-DNA/AuNPs/GCE电化学发光传感器. 在优化电极表面QDs-dsDNA密度、金纳米颗粒沉积方法等实验条件的基础上, 对不同传感器的表面性质进行了表征, 如形貌和电化学阻抗等. 进一步通过控制纳米金和CdS QDs之间的DNA研究了纳米金对CdS QDs发光信号的影响作用. 结果显示DNA链的长度和类型对发光信号有着重要的影响. 最后将此传感器用于环境污染物的DNA损伤检测, 显示出很好的灵敏响应.     

CdTe/CdS量子点与丝裂霉素的相互作用及其应用

在水相中合成了硫普罗宁(Tiopronin,TP)修饰的CdTe/CdS量子点(TP-CdTe/CdS QDs).利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱研究了TP-CdTe/CdS QDs与丝裂霉素(mitomycin C,MMC)的相互作用机理.在pH=7.6的tris-HCl缓冲溶液介质中,TP-CdTe/CdS QDs与MMC相互作用,使TP-CdTe/CdS QDs的荧光发生猝灭,并且QDs的荧光强度与MMC的浓度有良好的线性关系(r=0.9991),线性范围4.7×10-9～1.2×10-8g/mL,检出限(3σ)为1.4×10-g/mL.此方法快速简便,用于尿样中丝裂霉素的测定,实验结果令人满意.     

复合光催化剂CNNS/CdS QDs的一步法合成及催化性能研究

利用尿素与2,4,6-三氨基嘧啶共聚煅烧制备层状氮化碳纳米片(CNNS),以CNNS作为复合材料的基底,采用简单的一步反应法(溶剂热法)合成CNNS/CdS QDs复合光催化剂并进行表征,同时研究其在可见光下对罗丹明B的催化性能。实验结果表明:一步法制备CNNS/CdS QDs复合材料的方法简单高效,制备的CNNS/CdS QDs的复合材料没有改变氮化碳纳米片原有的结构构型。当CNNS的理论质量分数为42%时,CNNS/CdS QDs复合材料的复合效果和光催化性能最佳。     

CdTe/CdS量子点荧光探针测定环境废水中的痕量银(Ⅰ)

制备了巯基乙酸(TGA)修饰的CdTe/CdS量子点(QDs),并基于pH值为5.80的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)存在下,Ag(Ⅰ)与CdTe/CdS QDs的荧光猝灭作用,建立了以CdTe/CdS QDs为荧光探针测定样品中痕量Ag(Ⅰ)含量的新方法。室温下,Ag(Ⅰ)的质量浓度在3.0~700μg/L范围内与CdTe/CdS QDs荧光猝灭强度呈线性关系,相关系数为0.9988,方法的检出限为1.0μg/L。方法应用于环境废水中痕量Ag(Ⅰ)含量检测,并做回收试验,测得回收率为95.2%~103.0%。     

磁性荧光纳米材料的制备与性能

采用表面活性剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)修饰Fe₃O₄磁性纳米粒子, 经质子化后, Fe₃O₄磁性纳米粒子表面披覆大量的正电荷, 与表面带负电荷的巯基丙酸(MPA)修饰的核壳CdSe/CdS/ZnS量子点(QDs)通过强烈的静电作用而发生组装, 得到兼具磁性和荧光性能的磁性荧光纳米材料. 利用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计和振动样品磁强计(VSM)等测试手段对磁性荧光纳米材料进行表征. 研究表明, 由两种粒子组装的核壳结构复合粒子拥有良好的磁性能和荧光性能.     

Probing organic field effect transistors in situ during operation using SFG

In this communication, we report results obtained using surface-sensitive IR+Visible Sum Frequency Generation (SFG) nonlinear optical spectroscopy on interfaces of organic field effect transistors during operation. We observe remarkable correlations between trends in the surface vibrational spectra and electrical properties of the transistor, with changes in gate voltage (VG). These results suggest that field effects on electronic conduction in thin film organic semiconductor devices are correlated to interfacial nonlinear optical characteristics and point to the possibility of using SFG spectroscopy to monitor electronic properties of OFETs.     

2-(芘-1-基)-1,8-萘啶的合成、理论计算及超快三阶非线性光学响应

合成了一个供体-受体(D-A)型含芘萘啶衍生物2-(芘-1-基)-1,8-萘啶(PN)。 通过核磁共振波谱(NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、液-质联用仪(LC-MS)表征了其结构。 通过电子光谱和Z-扫描技术方法分别研究了化合物PN的线性光学性质和三阶非线性光学吸收,采用综合热分析方法测定了它的热稳定性。 结果表明,在532 nm、180 fs条件下,PN的三阶非线性吸收行为为反饱和吸收,其吸收系数为β=9.0×10^-14 m/W,显示出超快三阶非线性光学响应。 运用密度泛函理论方法计算了分子轨道能量、极化率和超极化率,结果表明电子转移能够在分子内部进行。 2-(芘-1-基)-1,8-萘啶的紫外光谱在450 nm以上无吸收,在非线性光学吸收、激光防护、吸收型光开关或双稳器件等方面可作备选材料。     

Allyloxyporphyrin‐Functionalized Multiwalled Carbon Nanotubes: Synthesis by Radical Polymerization and Enhanced Optical‐Limiting Properties

Allyloxyporphyrin‐functionalized multiwalled carbon nanotubes (MWCNT‐TPP) were synthesized by radical polymerization and characterized by FTIR, UV/Vis absorption, and X‐ray photoelectron spectroscopy; elemental analysis; TEM; and thermogravimetric analysis. Z‐scan studies revealed that this nanohybrid exhibits enhanced nonlinear optical (NLO) properties compared to a control sample consisting of a covalently unattached physical blend of MWCNTs and porphyrin, as well as to the separate MWCNTs and porphyrin. At the wavelengths used, the mechanism of enhanced optical limiting likely involves reverse saturable absorption, nonlinear scattering, and photoinduced electron/energy transfer between the MWCNTs and the porphyrin. The role of electron/energy transfer in the NLO performance of MWCNT‐TPP was investigated by Raman and fluorescence spectroscopy.     

Optical and nonlinear optical properties of new Schiff’s bases: experimental versus theoretical study of inclusion interactions

Experimentally and theoretically were studied the physical properties of 19 new Schiff’s bases and their different protonated forms, depending on reaction conditions. It was elucidated the correlation between the type of molecular architecture, substituents and pH of the medium on first hyperpolarizability (β) with regard to the potential application of these compounds as organic nonlinear optical materials. The structure and optical properties were also studied, comparing quantum chemical data and experimental results from the mass spectrometry, electronic absorption, diffuse reflectance, and fluorescence spectroscopy, vibrational spectroscopy in condense phase, nuclear magnetic resonance, as well as thermal methods.     

同、异双核卟啉-Salen型金属配合物的合成及非线性光学性质

设计合成了两种新型卟啉-Salen型配体5-(3-氨基-4-(3,5-二叔丁基水杨醛基)-氨基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉(1)和5-(N,N'-二(3,5-二叔丁基水杨醛基)-3,4-二氨基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉(2)及其同、异双核金属配合物和单金属核配合物.采用氢核磁共振(1H NHR)谱、电喷雾质谱(ESI-MS)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和紫外-可见(UV-Vis)光谱等手段对各目标化合物进行了表征.用Z扫描技术研究了配体及其金属配合物的三阶非线性光学性质.实验结果表明:配体1和配体2具有相似的光学特征,均具有反饱和吸收的特性和自散焦效应;当不同的金属离子嵌入配体形成单、双核金属配合物后,分子的极性发生改变,他们的光学特性均受到影响.     

铟酞菁功能化的四臂星型聚甲基丙烯酸甲酯的合成及三阶非线性光学性质

以四(2-氯丙酰胺基)氯代铟酞菁[InClPc(NHCOCHClCH3)4]为引发剂,通过原子转移自由基聚合(ATRP)法制得一种新型的以氯代铟酞菁为核的四臂星型聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-InClPc).通过傅里叶红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征了PMMA-InClPc的结构;通过凝胶渗透色谱(GPC)测定了聚合物的分子量及分子量分布;研究了所制备聚合物的聚合反应动力学,其聚合过程符合一级反应动力学.使用调Q倍频Nd∶YAG脉冲激光系统,在输出激光波长为532 nm,脉冲宽度为21ps条件下,通过Z扫描测试研究了聚合物的三阶非线性光学性质.通过计算可知,当PMMA-InClPc的分子量为2902时,其三阶非线性极化率值最大,为7.216×10-10esu.     

Cu7.2S4量子点玻璃的制备及三阶非线性光学性质

利用溶胶-凝胶法结合气氛控制合成了含Cu7.2S4量子点的玻璃. 通过热重-差热分析仪对干凝胶样品的热分解机制进行了分析, 并利用X射线粉末衍射仪、 X射线光电子能谱、 透射电子显微镜、 X射线能量色散谱)、 高分辨透射电子显微镜及选区电子衍射对 Cu7.2S4量子点在玻璃中的微结构进行了表征, 利用飞秒Z扫描技术研究了材料在800 nm的三阶非线性光学性质. 结果表明, 尺寸在9~21 nm之间的Cu7.2S4纳米晶已经在玻璃中形成, 该玻璃展示出了优异的三阶非线性光学性能, 其三阶非线性光学折射率(γ)、 三阶非线性吸收系数(β)和三阶非线性极化率[X(3)]分别为1.11×10-15 m2/W, 8.91×10-9 m/W和9.56×10-18 m2/V2.     

Cu2ZnSnS4纳米晶的制备及其三阶非线性光学性能的研究

以乙酰丙酮铜、醋酸锌、二氯亚锡、油胺和硫粉为前驱体,采用one-pot法合成出了单分散的Cu2ZnSnS4(CZTS)纳米晶.所得样品采用X射线粉末衍射仪(XRD),能量色散谱仪(EDS),透射电子显微镜(TEM),高分辨透射电子显微镜(HRTEM),光电子能谱仪(XPS),紫外-可见光谱仪(UV-vis)和Z-扫描(Z-scan)技术对其结构组成、形貌、性能等进行了表征.结果表明:所获得的产物为四方相结构的六边形CZTS纳米颗粒,直径约为10 nm.计算出尺寸大小为10 nm,13 nm的纳米晶的三阶非线性光学折射率γ(-1.08×10-15,-9.08×10-17 m2·W-1),三阶非线性光学吸收系数β(6.5×10-9,3.69×10-11 m·W-1)以及三阶非线性光学极化率χ(3)(1.49×10-9,4.35×10-10 esu).并探讨了CZTS纳米晶可能的形成机理,及引起三阶光学非线性发生变化的原因。     

PREPARATION OF SOLUBLE SUBSTITUTED POLYACETYLENE OPTICAL LIMITING MATERIAL

Two novel polyacetylenes bearing nonlinear optical chromophoric group poly（3-（4-[4-（n-butyloxy） phenylazophenyl]carbonyl）oxy-1-propyne） （poly（1a）） and poly（3-（4-[4-（n-heptyloxy）phenylazophenyl]carbonyl）-oxy-l- propyne） （poly（lb）） were synthesized with [Rh（nbd）Cl]2-EtaN as catalysts. These polyacetylenes are soluble by using an alkyl spacer and an alkyloxyl group as a substituent. They were characterized by FTIR, NMR, GPC and UV-Vis and their optical limiting and nonlinear optical properties were investigated using 8 ns pulse at 532 nm wavenumber. The results show that these soluble functional polyacetylenes possess optical limiting properties and large nonlinear optical properties and poly（1b） possesses better optical limiting and nonlinear optical properties than poly（ 1 a）.     

同、异双核卟啉-Salen型金属配合物的合成及非线性光学性质

设计合成了两种新型卟啉-Salen 型配体5-（3-氨基-4-（3,5-二叔丁基水杨醛基）-氨基苯基）-10,15,20-三苯基卟啉（1）和5-（N,N’-二（3,5-二叔丁基水杨醛基）-3,4-二氨基苯基）-10,15,20-三苯基卟啉（2）及其同、异双核金属配合物和单金属核配合物. 采用氢核磁共振（1H NHR）谱、电喷雾质谱（ESI-MS）、傅里叶变换红外（FTIR）光谱和紫外-可见（UV-Vis）光谱等手段对各目标化合物进行了表征. 用Z扫描技术研究了配体及其金属配合物的三阶非线性光学性质. 实验结果表明：配体1和配体2具有相似的光学特征,均具有反饱和吸收的特性和自散焦效应;当不同的金属离子嵌入配体形成单、双核金属配合物后,分子的极性发生改变,他们的光学特性均受到影响.