论文部分内容阅读
近年来，随着纳米技术和科学的发展，具有各种不同功能的金纳米材料和金-磁性复合纳米材料相继被合成并应用于生物医药、纯化分离、分析检测、化学催化等多个领域。目前关于制备多功能金-磁性复合纳米材料的方法的报道已有很多，但是其中大部分都需用到有毒或昂贵的化学试剂、制备过程比较繁杂，而且一些制备方法得到的磁性复合纳米材料稳定性较差、性能不理想，很难满足研究的需求。因此，发展合成过程简单可控、成本低廉、绿色环保的方法制备出性能优异的金-磁性复合纳米材料显得尤为重要。 考虑到金纳米环(Au NRs)较大的比表面积和优异的催化性能以及四氧化三铁纳米颗粒(Fe3O4)优异的磁性能、表面易修饰性，本学位论文在前人研究的基础上，围绕金纳米环和多功能金-磁性复合纳米材料的合成和应用，开展了下列研究:(1)基于置换反应，在水相中合成了水溶性和单分散性良好的金纳米环，并将金纳米环进一步用于水溶液中Hg2+的比色检测;(2)基于原位合成和置换反应，制备了一种具有多种功能的核-壳-卫星结构磁性-金纳米环（Fe3O4@SiO2@Au-nanorings）纳米复合催化剂，并考察了其对对硝基苯酚（4-NP）降解反应的催化性能和重复利用性;(3)采用一锅法合成了Au-Fe3O4复合纳米凹球，并将该复合纳米凹球进一步用于水溶液中Hg>的荧光检测和快速去除。 本学位论文共分为五章，简述如下: 第一章:简要介绍了金纳米材料、金纳米环、磁性纳米材料和金-磁性复合纳米材料的性质、合成方法以及它们在分析检测以及催化等领域的应用。 第二章:通过置换反应在水相中合成了单分散性良好、稳定性高的金纳米环和副产物金纳米凹球，并分别对其形貌和性质进行了表征。加入Hg2+后，Hg2+会被金纳米环表面柠檬酸根还原并沉积在金纳米环表面，形成Au-Hg纳米复合物，从而促进金纳米环的类过氧化物酶活性。通过检测在加入不同浓度Hg2+后，金纳米环-TMB-H2O2体系中溶液颜色和吸光度的变化，可以实现对水溶液中Hg2+的比色和定量检测。 第三章:先采用传统的溶剂热法制备了磁性Fe3O4纳米颗粒，并用“St(o)ber”法对Fe3O4纳米粒子包覆SiO2，再用APTMS进行表面修饰，得到氨基化的Fe3O4@SiO2复合纳米粒子，然后吸附并原位还原Ag+得到Fe3O4@SiO2@Ag复合纳米材料，再加入HAuCl4和柠檬酸钠的混合溶液，通过发生置换反应，最后得到Fe3O4@SiO2@Au-nanoring复合纳米材料，并表征了复合纳米材料的形貌和性质，考察了其对对硝基苯酚(4-NP)降解反应的催化性能、重复回收利用性。结果表明，在NaBH4存在下Fe3O4@SiO2@Au-nanoring复合纳米材料能够有效催化降解4-NP，重复回收利用10次后，复合纳米材料仍具有优异的催化活性。 第四章:采用改进的水热法合成了Au-Fe3O4复合纳米凹球，并对其尺寸、形貌和性质进行了表征。基于胸腺嘧啶能与Hg2+形成“T-Hg2+-T”这种稳定结构，设计了一对富含胸腺嘧啶(T)的DNA碱基序列，再利用金纳米粒子的荧光猝灭效应和Fe3O4的磁响应性，实现了Hg2+的荧光检测和快速去除。 第五章:对全文内容的总结以及对后续研究发展的展望。