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摘要为了实现碳纳米点简单迅速，绿色环保，易于大型制备的目的，本文对碳纳米点的简单合成进行了研究，采用葡萄糖的乙醇溶液加入钛酸四丁酯进行水热反应的方法，得到了尺寸良好的，有二氧化钛负载的碳纳米点，并能很好的在水相中分散。通过全波长的液相紫外测试发现，其在紫外光照下具有明显的激发波长（359nm 左右），这种光致发光效应能很好地应用于生物成像方面。同时，我们在做微生物实验时发现，其在光照下能有效地杀死大肠杆菌和金色葡萄球菌而对人体无害，从而具有良好的低毒性及生物相容性。由于其合成绿色，稳定性高且低毒性等综合优势，碳纳米点在各个领域包括生物医学成像，国家光电子产品应用中都显示出巨大的潜力。28652
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毕业论文关键词 碳纳米点 水热法 光致发光 生物相容性
Title Preliminary Study of Green Synthesis Technology andProperties of Carbon Nanodots Materials
Abstract In order to realize the purpose of simple, fast and environmentally friendlysynthesis of carbon nanodots(C-dots), We use the ethanol solution ofglucose added tetrabutyl titanate for the hydrothermal reaction, and then wegot well-size C-dots loaded with TiO2 which can well dispersed in aqueous phase.Through the full wavelength UV test, we found that the C-dots has obviousexcitation wavelength (about 359nm) under UV light. The photoluminescenceeffect can be well applied in biological imaging. At the same time,microbiological tests show that C-dots can kill Escherichia and Staphyloccocusaureus Rosenbach under light and do no harm to human, therefore C-dots has lowcytotoxicity and Biocompatibility. Because of the combined advantages of greensynthesis, high stability and low cytotoxicity, The C-dots show considerablepromise in various areas, including biomedical imaging, solution stateoptoelectronics and so on.
Keywords Carbon nanodots Hydrothermal Photoluminescence Biocompatibility
目 次
1 引言 （或绪论） 1
1.1 碳纳米点 1
1.1.1 碳纳米点简介 1
1.1.2 碳纳米点合成方法 2
1.1.3 碳纳米点研究现状 5
1.2 纳米二氧化钛 6
1.2.1 纳米二氧化钛简介 6
1.2.2 二氧化钛与碳纳米材料的复合方法 6
1.3 本课题的立题依据、意义及研究内容 7
1.3.1 立题依据、 意义 7
1.3.2 研究内容 7
2 负载 TiO2的碳纳米材料的简单绿色合成 9
2.1 引言 9
2.2 试剂和仪器 9
2.2.1 主要试剂 10
2.2.2 主要实验仪器 10
2.2.3 主要测试仪器 10
2.3 实验和表征 10
2.3.1 TiO2负载的碳纳米点样品的制备 10
2.3.2 酸碱度（pH） 11
2.3.3 X-射线衍射(XRD) 11
2.3.4 透射电子显微镜(TEM) 13
2.3.5 比表面分析仪(BET) 13
2.3.6 X-射线光电子能谱(XPS) 14
2.3.7 紫外可见吸收光谱（UV-VIS） 16
2.3.8 结果与讨论 17
3 微生物实验部分 18
3.1 菌种 18
3.1.1 大肠杆菌 18
3.1.2 金黄色葡萄球菌 18
3.2 实验部分 19
3.2.1 主要试剂 19
3.2.2 主要仪器 19
3.2.3 培养基配方 19
3.2.4 细菌培养及处理 20
3.2.5 最终结果与结论 20
结论 22
致谢 24
参考文献 25
1 引言（或绪论）与其他受欢迎的碳材料富勒烯，碳纳米管，石墨烯等非常相似，纳米碳的最新形式碳纳米点，是在其领域能鼓舞人心的研究工作。这些表面钝化含碳的纳米点，即所谓的C-dots，结合了传统的基于半导体的量子点（即大小与波长相关的光致发光，抗光漂白，易于生物结合 ）的几个有利的属性，而不会产生内在毒性或元素缺乏负担，并且无需严格，复杂，乏，昂贵或效率低的制备步骤。C-dots 可通过许多方法廉价并大规模地制造（经常使用水热法[1]和潜在的生物质废物衍生来源[2]合成）。在这篇文献中，我们阐述了在碳纳米点合成与表征的最新进展，对他们的复合材料，生物成像和生物相容性讨论其潜在的发展。碳纳米点构成了一个令人着迷的集团,它的组成离散，准球形纳米尺寸低于 10nm。由于碳纳米点通常表现出的纳米级别的大小和依赖激发波长的光致发光（PL）的行为，其受到了相当大的注意，特别是对于应用中的尺寸，成本以及生物相容性的特点。与过去几年来比，近年来在这方面的进步正在频繁出现。最显着的是他们作为替代当前正在使用的有毒金属系量子点（QDs）的潜力。作为关注量子点的健康，环境以及生物危害的结果，开发具有低毒性，环保等理想性能的量子点，是碳纳米点目前所致力于的研究中心。同时因为它们所表现出来的 PL 特性[4.5]让人联想到量子点和氧化硅纳米晶体，碳纳米点已经证明其在各种应用中的可行性[3]。1.1 碳纳米点碳基纳米材料最近已经成为合成不含有有毒成分如重金属或半导体量子点[6-7]的选择性光致发光材料的最佳候选者。这些碳类纳米材料如富勒烯[8]，石墨烯氧化物[9]，碳纳米管和碳纳米点[11.12]，他们广泛应用于生物医学装置，如光传感器，医疗诊断，以及相关尺寸的光致发光及化学稳定的生物成像探针。然而，对于这些碳纳米材料[11.12]的主要问题是有限的水溶性，快速的光漂白，以及生物应用上低的光致发光效率。此外，其他不利的潜在影响还尚未可知。