一维有机纳米材料的制备及其电化学发光性能的研究

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因为其优良的电化学发光性能和在生物传感中的潜在应用,一维有机纳米材料受到了人们日益广泛的关注。如何更好的发挥一维有机纳米材料的电化学发光性质在传感方面的应用,已成为当前有机纳米材料研究领域的一个热点问题。   本文选取了两种典型的电化学发光材料,研究了一维有机纳米材料的制备方法、电化学发光性质及其电化学发光性质性质的应用。在制备过程中,利用溶液滴铸,均匀掺杂等液相方法,从单一组分纳米材料的研究扩展至二元复合体系纳米材料的研究,并且对材料的制备过程进行了讨论。同时,系统地研究了纳米材料的电化学发光性能,同时拓展了纳米材料电化学发光性质在生物传感和能量转移领域中的应用,取得了一些重要的研究成果。主要包括以下两个部分:   (1)选择典型的电化学发光试剂联吡啶钌为模型分子,通过液相自组装将联吡啶钌制备成纳米线。利用掺有还原氧化石墨烯的Nafion膜将制备的纳米线固定在玻碳电极上,从而构筑成可以重复使用的电化学发光传感器。还原氧化石墨烯的加入明显的增加了Nafion膜的导电性,因此增强了钌联吡啶纳米线(RuNWs)的电化学信号,同时影响了RuNWs的电化学发光的强度。在检测多巴胺和脯氨酸时,所制备的生物传感器表现出了非常高的电化学发光响应。最低检测限分别达到1.0×10-9M和6.4×10-7 M。   (2)选择联吡啶钌和DPA两种电化学发光分子为模型分子,制备均匀掺杂少量联吡啶钌的DPA纳米线。并实现了这种复合纳米线的电致上转换,同时对其上转换机理进行研究。联吡啶钌的三线态能级高于DPA的三线态能级,可以进行很好的三重态能量转移。同时,在该体系中,DPA也作为三线态三重态湮灭(TTA)的分子受体。DPA不仅具有很强的荧光,而且在正电位范围内没有阳极ECL现象,这就使DPA可以作为ECL过程中灵敏的能量受体。因此,在这个二元组分的纳米线当中,利用电激发,使联吡啶钌实现电化学发光;通过选择合适的发光电位,成功的避开了DPA的电化学发光。最终,观察到DPA在大约440 nm的蓝色发光。该蓝光发射来自于联吡啶钌与DPA之间的三重态三重态能量转移-三重态三重态湮灭上转换。通过联吡啶钌和DPA掺杂比例的不同,最终实现电化学对纳米材料发光颜色的调控。  
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