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超支化聚合物辅助金纳米簇的制备与应用

王冉冉  
【摘要】:本论文以缩水甘油改性的超支化聚乙烯亚胺(HPEI-OH)为辅助剂,采用一步合成法制备了一种具有结晶诱导发光机理(CIE)的金纳米簇(Au NCs),然后研究了其光致发光性质,考察了其催化性能和常压条件下对CO_2的分析性能。具体内容如下:第一部分以氯金酸(HAu Cl_4)、三巯基丙酸(MPA)和HPEI-OH为原料,以水为溶剂,采用一步加热法制备了具有光致发光性质的金纳米簇。通过调节前驱物的p H值为2.0和3.2,分别得到发射红色和黄色荧光的金纳米簇,其量子产率分别为4.6%和5.8%。利用X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)等表征技术,研究了HPEI-OH在金纳米簇合成过程中的多功能作用,推测该金纳米簇的荧光发射机理为CIE机理。利用该金纳米簇的荧光性质,在p H 3.2时,以NH_4F为掩蔽剂,实现了水中Cu~(2+)的选择性识别。最后,利用金纳米簇的纳米效应有效催化了4-NP的还原反应。第二部分通过在金纳米簇中引入一定量的Zn~(2+)形成了Zn~(2+)/Au NCs络合物,使金纳米簇的p H适用范围拓宽至弱碱性,拓展了金纳米簇的应用。在中性条件下,将Zn~(2+)/Au NCs络合物进行10次CO_2吸附和解吸循环实验,发现其在常压下能响应CO_2的刺激。将这种新型Zn~(2+)/Au NCs络合物应用于雪碧(?)和元気森林(?)中CO_2含量的检测,测得其中CO_2的浓度分别为2.6×10~(-3)mol/L和5.0×10~(-3)mol/L。


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