N-(4-氨基丁基)-N-乙基異魯米諾-CoFe2O4納米粒子-石墨烯復(fù)合材料的合成、化學(xué)發(fā)光和磁性研究.pdf

1、論文首先介紹了化學(xué)發(fā)光基本概念、常見的化學(xué)發(fā)光體系和化學(xué)發(fā)光分析的原理，綜述了磁性納米材料在化學(xué)發(fā)光分析中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀。磁性納米粒子(MNPs)由于超順磁性、生物相容性、強(qiáng)吸附能力和外部磁場(chǎng)下的容易分離等獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在過(guò)去的幾十年引起了廣泛地關(guān)注。近年來(lái)，將MNPs組裝到石墨烯和石墨烯氧化物(GO)表面上獲得MNPs功能化的石墨烯混合物成為研究熱點(diǎn)。MNPs功能化的石墨烯混合物由于其多功能性，被廣泛的應(yīng)用于催化、藥物輸送、醫(yī)學(xué)

2、成像和環(huán)境等領(lǐng)域。但是同時(shí)具有化學(xué)發(fā)光活性和磁性的石墨烯復(fù)合材料卻鮮有報(bào)道。而具有優(yōu)異化學(xué)發(fā)光性質(zhì)又可以做磁性載體的復(fù)合材料對(duì)于構(gòu)建無(wú)標(biāo)記分析界面具有非常重要的意義?；诖耍菊撐奶剿髁薔-(4-氨基丁基)-N-乙基異魯米諾(ABEI)與CoFe2O4MNPs功能化的石墨烯納米材料的合成方法，制備了新型的兼具優(yōu)良磁性和優(yōu)異化學(xué)發(fā)光性能的石墨烯復(fù)合材料，并研究了其磁性和發(fā)光特性。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　本文發(fā)展了一種簡(jiǎn)單的合成方法，

3、成功合成了一種具有化學(xué)發(fā)光活性和磁性的石墨烯復(fù)合材料。利用“一步水熱法”合成了CoFe2O4MNPs功能化石墨烯磁性前體(CoFe2O4/GNs)，通過(guò)非共價(jià)鍵將化學(xué)發(fā)光分子ABEI固載到石墨烯表面，成功制備了ABEI和CoFe2O4MNPs功能化的石墨烯復(fù)合材料(ABEI/CoFe2O4/GNs)。借助X射線衍射、透射電鏡、拉曼光譜、X射線光電子能譜等儀器分析手段，研究了該材料的形貌、結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)組成。結(jié)果表明，ABEI和CoFe2

4、O4磁性納米粒子共同存在于石墨烯材料的表面。首先利用磁滯回線研究了所合成材料的磁學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其有很強(qiáng)的磁性。利用該材料的磁性可以簡(jiǎn)單快速的純化材料。接著利用靜態(tài)注射化學(xué)發(fā)光儀進(jìn)一步研究了該石墨烯復(fù)合材料的化學(xué)發(fā)光性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)ABEI/CoFe2O4/GNs材料具有優(yōu)異的化學(xué)發(fā)光活性，功能化CoFe2O4MNPs后的材料的光強(qiáng)是ABEI直接功能化氧化石墨烯的80多倍。通過(guò)研究O2、N2和自由基抑制劑對(duì)該化學(xué)發(fā)光反應(yīng)的影響，發(fā)現(xiàn)如此強(qiáng)的化學(xué)發(fā)

5、光發(fā)射主要是由于固載在石墨烯表面的CoFe2O4MNPs能夠催化H2O2分解產(chǎn)生O2·-和HO·活性中間體?；瘜W(xué)發(fā)光穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明ABEI/CoFe2O4/GNs具有很好的穩(wěn)定性，一天和15天之內(nèi)七次重復(fù)測(cè)量化學(xué)發(fā)光信號(hào)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為2.91％和2.85％。此外，利用循環(huán)伏安和脈沖電壓電化學(xué)方法研究了該材料的電致化學(xué)發(fā)光(ECL)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)在無(wú)共反應(yīng)試劑存在時(shí)，ABEI/CoFe2O4/GNs在堿性和接近中性的條件下都能產(chǎn)生電致化

6、學(xué)發(fā)光。電致化學(xué)發(fā)光對(duì)電勢(shì)的曲線上顯示ABEI/CoFe2O4/GNs的電致化學(xué)發(fā)光具有兩個(gè)峰。負(fù)電位處的峰是O2被還原成H2O2，H2O2與ABEI反應(yīng)產(chǎn)生的;在正電位下，負(fù)電位下產(chǎn)生的H2O2被氧化成O2·-，同時(shí)ABEI被氧化成ABEI·-，O2·-和ABEI·-反應(yīng)產(chǎn)生了正電位處的峰。磁性納米粒子可以催化H2O2分解，促進(jìn)的O2·-和HO·產(chǎn)生，從而加速電致化學(xué)發(fā)光反應(yīng)。該工作提出了一種制備具有化學(xué)發(fā)光活性和磁分離性能的新型功能