碳納米管-量子點納米復合材料的制備及其性質研究.pdf

1、碳納米管自從被發(fā)現(xiàn)以來，其特殊的結構以及獨特的光學、電學、機械和化學性能引起人們的極大關注，所以近年來對碳納米管的研究掀起了一股熱潮。為了進一步優(yōu)化碳納米管的性質和拓展其潛在應用范圍，人們對碳納米管進行各種表面修飾，獲得了各種性能優(yōu)越的碳納米管基納米復合材料，在光學、電學、催化等領域展示了廣闊的應用前景。量子點具有比傳統(tǒng)的有機熒光染料更為優(yōu)越的性能。它們因具有尺寸可調的光學性質和高的熒光量子產(chǎn)率而成為用于制備發(fā)光二極管、激光器和生物熒光

2、標記物的新穎理想的光學材料。
　　 本論文采用非共價方法在碳納米管表面原位修飾了金屈硫化物和硒化鎘納米粒子，將碳納米管和量子點結合起來，獲得了新型的納米復合材料，并對這些材料進行了一系列的表征和性質研究。
　　 全文共三章。
　　 第一章概述了碳納米管的結構、性質和應用前景以及量子點的性質和應用，并提出了本論文的研究設想。
　　 第二章通過在碳納米管的表面上利用層層自組裝的方法非共價修飾了十二烷基硫酸鈉(

3、SDS)和殼聚糖，并以這個體系為模板在碳納米管表面上原位合成了ZnS，CdS，Ag2S和PbS等金屬硫化物納米粒子，從而制備了一系列碳納米管/SDS/殼聚糖/硫化物納米復合材料。采用XRD、TEM、FTIR光譜、紫外可見吸收光譜對這類納米復合材料進行表征。結果表明，在修飾了十二烷基硫酸鈉和殼聚糖的情況下，硫化物納米粒子能夠均勻地修飾在碳納米管表面，而且納米粒子的粒徑較為均一。這一章中還探討了反應物濃度對產(chǎn)物形貌的影響。所得的碳納米管/S

4、DS/殼聚糖/硫化物納米復合材料可能在非線性光學領域存在潛在的應用前景。
　　 第三章采用“綠色化學”方法，在優(yōu)化條件下制備了硒化鎘(CdSe)量子點。TEM、XRD、紫外可見吸收光譜及熒光光譜對產(chǎn)物的研究結果表明，所得硒化鎘量子點具有良好的均一性和單分散性，且熒光性能良好，在紫外燈照射下能發(fā)射穩(wěn)定的綠色熒光。本章在成功制備硒化鎘(CdSe)量子點基礎上，創(chuàng)新性地在制備硒化鎘量子點的過程中，通過原位加入經(jīng)過稀酸處理過的碳納米管，

5、在不需要其他表面活性劑和偶聯(lián)劑的條件下，成功地制備了碳納米管/硒化鎘量子點納米復合材料。研究了反應物濃度和反應時間對所得材料的形貌和光學性質的影響，發(fā)現(xiàn)反應時間為15分鐘和前驅體的投料濃度為1.O mmol/L可作為納米復合材料制備的最優(yōu)條件。在該條件下，尺寸均一的硒化鎘納米粒子能夠均勻地原位修飾在碳納米管表面上，同時所得納米復合材料具有良好的熒光性能。該納米復合材料可能具有更為新穎的光、電性質，有望用于制備具有優(yōu)良光、電和機械性能的納