多孔陶瓷膜用于碳量子点的分离与纯化

尺寸分布均一的碳量子点由于其良好的光学特性,在光电设备、离子检测、纳米传感器、生物成像和催化剂等领域具有广阔的应用前景。采用陶瓷膜"超滤-纳滤"双膜法,对微波合成的碳量子点进行分离和纯化。研究了pH对碳量子点料液荧光强度和粒径分布的影响。在pH=3时,碳量子点分散较好,荧光强度较高。陶瓷超滤膜可以有效截留碳量子点料液中的大颗粒杂质,渗透侧的碳量子点平均粒径约为2 nm,分散良好,无团聚现象。陶瓷纳滤膜对碳量子点具有良好的截留性能,在浓缩和水洗过程中可以进一步去除料液中的小分子杂质。经双膜法处理后,发射光谱由多峰分布变为单峰分布,且峰宽变窄,碳量子点的发光纯度得到了明显提高。     

多孔陶瓷膜用于碳量子点的分离与纯化

尺寸分布均一的碳量子点由于其良好的光学特性,在光电设备、离子检测、纳米传感器、生物成像和催化剂等领域具有广阔的应用前景。采用陶瓷膜“超滤-纳滤”双膜法,对微波合成的碳量子点进行分离和纯化。研究了pH对碳量子点料液荧光强度和粒径分布的影响。在pH=3时,碳量子点分散较好,荧光强度较高。陶瓷超滤膜可以有效截留碳量子点料液中的大颗粒杂质,渗透侧的碳量子点平均粒径约为2 nm,分散良好,无团聚现象。陶瓷纳滤膜对碳量子点具有良好的截留性能,在浓缩和水洗过程中可以进一步去除料液中的小分子杂质。经双膜法处理后,发射光谱由多峰分布变为单峰分布,且峰宽变窄,碳量子点的发光纯度得到了明显提高。     

新型碳纳米材料在电化学免疫传感器的应用

近十几年来,随着免疫检测技术、传感技术和碳纳米材料合成技术的发展,碳纳米材料修饰的电化学免疫传感器得到了广泛的应用和发展。文章简述了碳纳米管、碳纳米球、石墨烯、碳纳米角和碳纳米纤维这5种新型碳纳米材料在构建电化学免疫传感器上的应用进展,并对碳纳米材料修饰的电化学免疫传感器的发展前景进行了展望。     

碳量子点在光催化领域的应用

碳量子点(carbon quantum dots,CQDs)是一种新型的零维碳纳米材料,具有易制备、低毒、生物兼容性好,及良好的光稳定性等特点,在生物成像、传感器及电致发光器件等领域具有潜在的应用前景。除此之外,碳量子点的尺寸依赖性、上转换发光性质、响应波长从近红外区延伸到可见区等优点使其成为太阳能光催化材料领域的"新宠"。就碳量子点在光催化领域的应用进行了综述。     

碳纳米复合材料在电化学生物传感器中的应用

碳纳米材料以其优异的导电特性和机械特性及极佳的生物相容性而引起研究者的极大兴趣,在电化学生物传感器的开发和研究中极具应用价值。碳纳米材料在电化学生物传感器方面的应用主要是将碳纳米材料作为传感器界面的修饰材料、生物分子的固载基质以及信号标记物等。文章综述了碳纳米材料在电化学生物传感器中的应用,并展望了未来碳纳米材料的研究方向。     

阳极表面积对生物电化学传感器的性能影响研究

以生物电化学系统(BES)为基础提出了一种BOD水质监测传感器，探究了生物电化学传感器产生的电信号与底物BOD值之间的相关关系，并评估了阳极表面积对其性能的影响。采取循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)对其生物活性和电子传递能力进行了讨论，并利用微生物多样性分析其阳极界面上的微生物均匀度和丰富度。研究结果表明，完整碳刷和1/2碳刷传感器的最大电流都达到了1.18 mA，而1/4碳刷的只有0.5 mA。完整碳刷和1/2碳刷传感器在不同时间下的BOD-电流拟合曲线的R²值在3 min时高达0.9, 1/4碳刷在2 min时，R²值达到了0.9以上。完整碳刷、 1/2碳刷和1/4碳刷的负峰电位接近，峰值电流密度逐渐提高。1/2碳刷的微生物菌群分布较为均匀。3种表面积的碳刷阳极都具有较高的传感器性能，其中，1/2碳刷阳极整体利用效率最高。容积为236 m L的BOD监测传感器，利用碳刷作为阳极时，阳极的表面积为1 193.13 cm²比较合适。     

基于碳纳米点荧光试纸可视化探针的构建及应用

以吩噻嗪为原料,经硝化反应合成出3,7-二硝基吩噻嗪,并以此为前驱体,制备出两种N、S掺杂的碳纳米点材料,通过多种手段对所合成材料结构和组成进行表征.将碳纳米点应用于Cu2+的快速定性/定量可视化检测,并基于碳纳米点荧光试纸结合智能手机的颜色分析识别,构建Cu2+可视化检测传感器,展现出高效、准确、灵敏和便捷的优势.在...     

碳纳米材料在PU纱线基柔性应变传感器中的应用

聚氨酯（PU）纱线基柔性应变传感器具有质轻柔软、透气性好、力学性能优异、传感性能良好、廉价易得等优点，但存在灵敏度与应变范围的非线性关系以及滞后性的问题。本文首先介绍了碳纳米材料/PU纱线基柔性应变传感器的构成，并分析了各构成部分对传感器性能的影响机理。在此基础上，根据PU传感纱线制备方式的不同，分别对均质PU纱类、涂层PU纱类和结构PU纱类三类传感器的研究进展进行了综述，指出选择合理的纺丝原料添加量、纺丝牵伸比、涂覆黏合剂、导电皮层与非导电芯层厚度比、导电皮层对非导电芯层有效包覆率、多维导电网络以及新颖的纱线结构、纱线成型新技术可提高PU导电纱线的传感性能。最后，分析了碳纳米材料/PU纱线基柔性应变传感器存在的问题，对高性能PU基础纱线、高品质碳纳米材料、新型加工及集成技术、研制和应用过程中应满足的基本条件等未来的重点发展方向进行了展望，以期为开发高性能纱线基柔性应变传感器提供参考。     

柔性传感多孔碳泡沫复合材料的制备及性能

为改善碳泡沫复合材料的性能，以低成本、短周期的一步碳化法制备了兼具柔性传感与超级电容器特性的三聚氰胺源多孔碳泡沫复合材料，研究了热处理温度对碳泡沫复合材料性能的影响。结果表明：碳泡沫复合材料为三维多孔网状结构，碳骨架在节点处部分呈凹形纤维状；经800℃热处理得到的碳泡沫复合材料比电容较大，为223.9 F/g，满足赝电容器电极材料的要求；经650℃以上热处理制备的碳泡沫复合材料灵敏度较好，将其作为压阻式传感器，可快速响应并精确分辨0.196～9.800kPa内的外部载荷。研究表明，制备的碳泡沫复合材料可以很好地应用于压应力传感器与超级电容器。     

高荧光性能碳量子点的绿色合成及其条件优化

以甘氨酸和二乙烯三胺五乙酸为原料，通过简便的一步水热法合成了高荧光碳量子点，并使用荧光光谱仪研究了碳量子点溶液的荧光发射性能。同时探究了原料的质量比、水热反应温度以及水热反应时间对碳量子点荧光强度的影响。结果表明：在二乙烯三胺五乙酸与甘氨酸的质量比为3∶1,反应温度为200℃,反应时间为6 h时是荧光碳量子点的最佳制备条件，所制备得到碳量子点的相对荧光量子产率为37.91%,具有较高的荧光性能。     

基于碳纳米材料的柔性气体传感器的研究进展

近年来,碳纳米材料由于其独特的电、光学特性及机械性能受到了研究人员的广泛关注,有望成为新一代微型化、低功耗通用传感器的首选材料,特别是在气体传感器领域,一些碳材料如碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯大有取代其它纳米材料之势,然而要实现商业化应用却任重而道远.介绍了碳纳米材料的主要类别,包括炭黑、碳纳米纤维、碳纳米管和石墨烯;综述了碳纳米材料气体传感器的最新进展,给出了限制其商业应用的发展瓶颈及最新突破,最后展望了其面临的挑战和机遇.     

基于金属离子检测的纳米荧光传感器

基于纳米材料构筑的金属离子荧光传感器克服了传统荧光传感器检测能力弱,稳定性不足,检测条件受限制等缺陷,为金属离子的检测提供更加灵敏、准确的方法。构筑金属离子荧光传感器的纳米材料主要有金属纳米粒子、量子点、磁性纳米粒子、硅纳米材料、碳纳米材料等,针对近年来基于这些纳米材料构筑的金属离子荧光传感器的制备、结构、性能以及应用进行了综述,同时展望了基于纳米材料的荧光传感器的发展前景与方向。     

N、P共掺杂莲藕生物碳材料用于芦丁的电化学传感

以莲藕为生物质原料、聚磷酸铵(APP)为氮磷掺杂剂制备了一种N、P共掺杂生物质碳材料，采用SEM、TGA、XRD、XPS和FTIR对材料的结构、形貌和元素组成进行了表征，并以该碳材料修饰玻碳电极，构建了一种检测芦丁的电化学传感器。采用电化学阻抗谱、循环伏安法和差分脉冲伏安法考察了传感器的电化学性能及芦丁在不同电极上的电化学行为。结果表明，在莲藕与APP质量比为1∶1、热解温度为800℃条件下，制备的热解碳材料修饰电极对芦丁的检测效果最好。在最优化条件下，芦丁浓度与该修饰电极的响应电流呈线性关系，检出范围为0.01～10μmol/L，检出限为1.19×10^–2μmol/L(信噪比=3)。此外，该修饰电极对双黄连口服液和健康人尿样中芦丁的测定效果良好。     

碳量子点在含量测定及疾病治疗方面的应用综述

碳量子点是粒径小于10 nm的新型纳米材料，因其特殊的荧光性质，可用于多方面的检测。碳量子点表面对部分金属离子通过特殊形式形成络合物或使电子转移以及对部分有效成分特殊官能团的结合，会促使荧光猝灭，可用于检测该物质含量；碳量子点具备亲水性、低毒性、高生物相容性等优点，可用于抗炎、抗溃疡、抗肿瘤等。对碳量子点在金属离子检测、中药成分检测以及疾病治疗等方面进行了综述，希望能提供对碳量子点后续研究方向的新思路。     

烘焙培根中的碳点的鉴定及毒性评价

我们以培根为研究对象，经200℃烤制10 min后，提取并纯化碳点，结果表明烘焙培根中的碳点为大小相似的球形结构，呈分散态，平均粒径为1.55 nm;荧光寿命约为5.37 ns;将大鼠肾细胞用1 mg/m的碳点处理后，经FITC-annexin V和碘化丙啶探针双染后，用流式细胞仪检出细胞凋亡率从4.59%增加到20.09%。我们鉴定了烘焙培根中碳点的荧光特性和物化性质，证实了培根中碳点能诱导NRK细胞凋亡。为其它热加工食品中的碳点的研究奠定基础，为人们的健康饮食提供参考。     

基于碳纳米传感器的复合材料内部缺陷测量及误差估计

结合三维编织复合材料制造工艺,提出了利用碳纳米线传感器对三维编织复合材料试件缺陷检测的应用方法。论述了碳纳米线传感器嵌入三维编织复合材料预制件的方式,分析了碳纳米线传感器的力学特性。分析了编织角对嵌入碳纳米线传感器的影响。系统使用传统的应变放大器测量电阻变化。最后,应用响应面法对实验结果进行统计分析。实验表明,本实验的研究方法成功地实现了三维编织复合材料内部缺陷位置和大小的估计。     

煤基碳量子点衍生炭的形貌控制及电化学性能

以太西无烟煤为碳源，采用化学氧化法制得煤基碳量子点，探讨煤基碳量子点水溶液质量浓度及干燥方式(冷冻干燥和高温烘干)对煤基碳量子点形貌的影响，并将质量浓度为10 g/L的煤基碳量子点水溶液分别冷冻干燥与高温烘干再进行高温炭化，制备煤基碳量子点衍生炭，应用于超级电容器。结果表明：在冷冻干燥条件下，煤基碳量子点的形貌随着质量浓度的增加呈“点—线—面”的趋势发展；在高温烘干条件下，不同质量浓度煤基碳量子点水溶液干燥后的形貌均呈三维块状。冷冻干燥条件下的煤基碳量子点衍生炭的形貌呈二维片状，比表面积为268.8 m²/g,中孔率为19.1%;而高温烘干导致煤基碳量子点团聚紧缩成结构致密的块状，因此，炭化后仍为块状结构且不易脱除含氧官能团形成孔隙，高温烘干条件下的煤基碳量子点衍生炭的比表面积为192.5 m²/g,中孔率为8.9%,但■和COOH含量丰富。二维片状形貌以及较高中孔率可以保证冷冻干燥条件下的煤基碳量子点衍生炭的倍率性能，初始比电容只有115.5 F/g,但在20 A/g时的容量保持率可达71.5%;丰富的含氧官能团使得高温烘干条件下的煤基碳量...     

石墨氮化碳纳米材料在生物传感器中的研究进展

石墨氮化碳(g-C₃N₄)作为一种新型的无金属半导体材料，因其成本低、富氮、稳定性强以及生物兼容性等优点，已广泛地应用于生物传感领域。针对石墨相氮化碳生物传感器在生物大分子和食品安全中的应用传感2个方面的研究进行了相关综述，并对石墨相氮化碳生物传感未来发展的挑战和前景进行了展望。     

超支化聚乙烯亚胺改性荧光碳点材料的制备和表征

以超支化聚乙烯亚胺（PEI）和柠檬酸（CA）为原料,采用水热合成法制备了荧光碳点,通过PEI表面改性的方法,大大提高了碳点的荧光量子产率。考察了制备过程中的原料用量、反应时间、反应温度等条件对荧光碳点荧光强度的影响,优化了荧光碳点的制备过程,在最适宜实验条件下得到了荧光量子产率为43%荧光碳点。此外,还考察了溶液pH值、离子强度、紫外曝光等因素对碳点荧光稳定性的影响,采用紫外可见光谱法、荧光光谱法和透射电镜对荧光碳点进行了表征。     

电化学免疫传感器在肿瘤标志物检测中的应用

肿瘤是严重威胁人类健康的疾病之一,降低恶性肿瘤死亡率的主要途径是早期诊断和治疗,肿瘤标志物在肿瘤早期诊断中具有重要的临床应用价值。随着纳米技术的迅猛发展,基于纳米材料构建的电化学传感器可实现对肿瘤标志物的检测,且具有检测灵敏度高、选择性好等优点。本文重点综述了碳纳米材料、贵金属纳米材料、氧化物纳米材料、量子点纳米材料等新型纳米材料电化学免疫传感器的构建原理及其在甲胎蛋白、前列腺抗原、癌胚抗原等肿瘤标志物检测中的应用,分析总结了基于不同纳米材料构建的电化学传感器在各种肿瘤标志物检测中的优缺点,并展望了电化学传感器的发展趋势,提出未来电化学免疫传感器应以微型化、高通量化和商业化为研究重点,并实现对肿瘤标志物的快速、在线、实时检测。