碳納米管樹狀分子復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、碳納米管有獨(dú)特的機(jī)械、化學(xué)和電學(xué)特性，這使其成為近十年來的研究熱點(diǎn)之一。奇特的電子特性使碳納米管被修飾在電極表面后，能夠促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移。聚酰胺-胺(PAMAM)樹狀大分子也是近幾年科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。PAMAM是一類高度支化的三維球形結(jié)構(gòu)的大分子，它最顯著的特征之一是具有大量數(shù)目確定的端基，而端基的性質(zhì)對(duì)分子的物理和化學(xué)性質(zhì)有重要的影響。而且，各種官能團(tuán)都可以結(jié)合到樹狀分子的表面上，使其具備更多的功能。本文將多壁碳納米管(MW

2、NT)和PAMAM相結(jié)合，研究了它們的光學(xué)性質(zhì)和電化學(xué)應(yīng)用。
　　 一.基于PAMAM/Ag+復(fù)合物和MWNT的電化學(xué)DNA生物傳感器研究
　　 本文提出并建立了一種新型的DNA電化學(xué)傳感器。我們利用G4.5 PAMAM內(nèi)部的氨基與Ag+絡(luò)合，形成G4.5/Ag+復(fù)合物，并將其標(biāo)記DNA，制成探針。實(shí)驗(yàn)中使用紫外可見吸收光譜研究了不同酸度條件下G4.5與Ag+的絡(luò)合情況，并證明了G4.5/Ag+復(fù)合材料成功標(biāo)記到DNA單

3、鏈上。該DNA單鏈與交聯(lián)在MWNT修飾的GC電極上的DNA互補(bǔ)鏈進(jìn)行雜交，把Ag+帶到電極表面，并用陽極溶出伏安法(ASV)進(jìn)行了檢測(cè)。本實(shí)驗(yàn)還討論了用ASV檢測(cè)銀離子溶出峰的各種實(shí)驗(yàn)參數(shù)，包括富集時(shí)間、富集電位等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該DNA電化學(xué)傳感器特異性好、靈敏度高，有望應(yīng)用于生物分析。 二.基于PAMAM/MWNT修飾電極用于電化學(xué)檢測(cè)亞硝酸鹽
　　 本文提出并建立了一種簡(jiǎn)單、可靠的基于PAMAM修飾MWNT的方法來電化學(xué)測(cè)定

4、亞硝酸鹽。PAMAM樹狀分子表面帶有大量官能團(tuán)，本文以氨基端的PAMAM(4代，G4)共價(jià)結(jié)合于MWNT修飾的玻碳(GC)電極上并用于亞硝酸鹽的電化學(xué)檢測(cè)。研究顯示修飾了G4/MWNT后的電極對(duì)亞硝酸鹽的電化學(xué)活性顯著增強(qiáng)。我們討論了各種實(shí)驗(yàn)條件的選擇，如：PAMAM代數(shù)的選擇、底液的選擇、加入偶聯(lián)劑EDC的影響等。計(jì)時(shí)電流法顯示該安培響應(yīng)是快速而穩(wěn)定的，線性范圍為5μM～1.5μM。本方法可用于對(duì)實(shí)際樣品中亞硝酸鹽含量的持續(xù)監(jiān)測(cè)。G4

5、/MWNT納米材料的電化學(xué)性質(zhì)為電化學(xué)傳感器和生物傳感器的發(fā)展提供了一個(gè)納米結(jié)構(gòu)平臺(tái)，在這些方面具有廣闊的應(yīng)用前景。三.PAMAM/金屬復(fù)合物、PAMAM/MWNT的熒光光譜學(xué)研究
　　 本文使用了三種不同代數(shù)的PAMAM(G2、G4、G4.5)與金屬離子及MWNT生成復(fù)合物并研究了PAMAM及其復(fù)合物在不同pH、絡(luò)合配比、濃度等條件下的的熒光性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)G4和G4.5濃度較小時(shí)與金屬離子及MWNT結(jié)合后熒光發(fā)生淬滅，濃度較