量子點-光子晶體復合材料的制備及傳感分析應用研究.pdf

1、CdTe量子點表面具有豐富的活性基團，容易對外界化學刺激產(chǎn)生響應；凝膠光子晶體具有光子帶隙結構，對外界化學刺激的響應表現(xiàn)為Bragg衍射波長的改變。本研究創(chuàng)新性地借助聚合反應使CdTe量子點牢固地嵌入到凝膠光子晶體的三維面心立方結構中，制得了CdTe量子點/光子晶體復合材料，然后利用該復合材料實現(xiàn)了對無機金屬離子及有機藥物分子的快速靈敏檢測。本研究不僅提供了一種制備CdTe量子點/聚苯乙烯光子晶體復合材料的新方法，還發(fā)展了該材料在分析傳

2、感方面的應用。
　　本論文的主要研究內(nèi)容包括以下三個方面：
　　1、將水相合成法制備的巰基丙酸修飾的CdTe量子點與丙烯酸、丙烯酰胺、過硫酸銨、N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺等水凝膠前驅(qū)液混合后填入聚苯乙烯光子晶體模板中，引發(fā)交聯(lián)聚合，得到CdTe量子點/光子晶體復合材料。采用掃描電鏡（SEM）、光纖光譜儀、固體熒光分光光度計對復合材料進行了表征，結果表明該材料既具有光子晶體的三維面心立方結構和光子帶隙特征，又具有CdTe量子點

3、的熒光性能。隨后考察了摻雜不同粒徑以及不同含量的CdTe量子點對光子帶隙性質(zhì)的影響，結果表明隨著量子點粒徑或含量的增大，光子帶隙位置逐漸紅移。
　　2、利用CdTe量子點表面修飾的巰基和羧基與無機金屬離子之間的配位作用，實現(xiàn)了CdTe量子點/光子晶體復合材料對Cu2+的分析傳感應用。研究結果表明，當CdTe含量為0.02g、溶液pH為5.0時，復合材料對水溶液中Cu2+的響應性最強，且Cu2+濃度在1.0×10-9 M-1.0×1

4、0-2 M范圍內(nèi)，光子晶體衍射峰的變化值與Cu2+的濃度呈現(xiàn)函數(shù)關系，方程為Δλ=6.8logc+76，其線性相關系數(shù)為0.97。此外，比較了未摻雜CdTe量子點、摻雜CdTe量子點以及摻雜巰基丙酸的三種凝膠光子晶體在相同條件下對Cu2+的傳感，結果表明傳感的實現(xiàn)是基于CdTe量子點的表面效應使其表面裸露的巰基和羧基與Cu2+發(fā)生了配位作用。
　　3、因為CdTe量子點表面巰基及羧基還可以與有機藥物分子中的羧基、仲胺、羰基等形成大