碳纳米材料的超分子表面修饰及应用_图文

1、 承倩怡等 ： 纳米材料 的超分子表 面修饰及应 用 碳 应 用进行 简 要介 绍 光 电材 料 石 墨烯 和碳 纳米 管具有 优 异 的电子迁 移率 ，通过碳 纳 米材 料 与光 电材料 的结 合 可 以有效 地 减 少半 导体 纳米 粒 子光生 空 穴一 电子对 的结 合 ， 而提 高光 电转换 效 率 从 等 将 石 墨烯 和 吡 啶修 饰 的量 子 点混合 ， 将量 子点 修饰 在石 墨烯 的表 面 ， 使用 这种 材料 制备 的透 明电极 ， 其光 导率 可达 ，比 硒 化镉量 子 点高 数量级 个 等 制 备 了两种 带不 同 电荷 的卟 啉 分 子 ， 过 卟啉 分 子 与碳 纳

2、米 管之 间 的 一 相 互 作 用 ， 通 分别 得 到 了这两 种 卟 啉分 子 修 饰 的 碳 纳米 管 溶 液 通过 层层 组装 方法 ，在基底 上 交替 沉 积 上述 两 种带 不 同 电荷 的 卟啉修 饰 的碳纳 米 管 ， 备 得 到含有 碳 制 纳米 管 和卟 啉 的多层膜 由于碳 纳米 管 的共 轭 体 系 ： 一 【 将 卟啉分 子 的光生 电子 对有 效 分离 ，使 得其 光 电 流 强度 有所 提 高 ， 而 提高 了薄膜 的光 电转换效 率 从 等 使 用 电化 学 还 原 方 法 将 石 英 基 底 上 的石 墨烯 氧化 物薄膜 还 原制 得石 墨 烯 薄膜 ，并将

3、 具 有 光 响应 特性 的十六 氟 酞菁 和铜 的配合 物 修饰 到切 割 后 的石 墨烯 表面 上 ， 得到 了基 于石 墨烯 的有机 光 控器件 ， 其结 构示 意 图及所 表 现 出 的光 开关 性 能如 图 所 示 魏 药物 及基 因载 体 由于碳 纳米 材料 具有 较大 的 比表 面积 和较好 的生 物相 容 性 ， 常 适合 作 为 药物 及 基 因载体 ，在 药 非 物 控释 及基 因传 输方 面受 到广 泛关 注 通 过超 分 子 化 学方 法 可 以对其 进 行 功 能 化 ， 提 高 其 溶解 性 ， 可 利 于靶 向基 团 的引入 及靶 向药 物传 输等 等 通 过 功

4、能化 碳 纳米管 和 石墨烯 ， 其 具有 较 好 使 的水溶 性 ， 然后 利 用 仃相互 作 用将 药物 分子 负载 在碳 纳米 材料 的表 面 ， 但 负载 量 大 ， 且无 重 金 一 不 而 叠糨 属 离子 毒性 等 卵运 用超 分 子化 学 方法 ，对 碳纳 米 管 进 行功 能 化 修 饰 ， 备 得 到多 种 具 有 正 电 制 荷 的超分 子 复合 物体 系 ， 实现 了 的凝 聚 ， 有 效转染 到 细胞 中细胞 实 验证 明 ， 纳 米 材料 细胞 并 碳 毒性 较小 等 利 用 相互作 用 和氢键 相 互作 用在 石 墨 烯 氧化 物 表 面 负载 抗 癌 药物 分 子

5、 ，负 一 载量 高达 该 研究 组 还 发现 ，利用 石墨 烯和 磁 性 纳米 粒 子 的结合 可 以实 现靶 向药 物传 输 等 制 备 的 和 形 成 的超分 子水凝 胶 体系 在药 物传输 方 面也 表现 出 了一定 的应 用前 景 化 学及 生物传 感 由于碳 纳米材 料具 有较 好 的导 电性 和宽 的 电位 窗 口，因此 已被 广泛 应 用 于 电化学 研 究 中基 于碳 纳米 材料 较大 的 比表 面积和 优异 的 电学性 能 ， 。 葡 萄糖 氧化 酶 固定 在 碳纳米 管 电极上 ， 等 。 将 加 入微 量葡 萄糖 分子 后 电导开 始增 加 ， 明可 以将这 种 复合

6、材 料作 为酶 活 性 的传 感 器 同 时 ，许 多研 究 表 小 组 还研究 了单 壁碳 纳米 管在 各种 生物 分 子 中的 电学性 能 的变化 等 通 过 相互作 用 对碳 纳米 管进 行糖 功能 化 ， 一 利用 糖 基 的生 物 活性 对 生物 分 子进 行 传 感 研 究表 明 ， 利用 碳 纳米管 膜 较好 的导 电性 ，可 以将 活 细胞粘 附在 碳纳 米 管膜表 面并 促进 其生 长 ， 从 而对 活 细胞 中释放 出的生物 分子 进行 检测 等 。 用疏 水相 互作 用力 将 十八 烷基 硫 醇 分子 修 。利 饰 在石 墨烯 表 面 ， 成一 层基 于石 墨烯 的 电子

7、 器件 的单 分 子膜 ，对 汞 离子 进 行 检测 研 究 表 明 ，经 十 形 八烷基硫醇修饰后 的石墨烯可以对汞离子进行吸附， 石墨烯器件 的狄拉克点会产生 左右 的变化 ， 并带 来高 度上 的改 变 ， 检测 限可 达 其 结 论 与 展 望 综 上所 述 ， 纳米 材料 一直 是纳 米科 学技 术研 究 中的热 点 ， 已取 得 了重 要 的 研究 进 展 ，由于其 碳 并 具有独特的结构及优异的物理化学性能 ， 使其在锂离子 电池材料 、 光电材料 、 化剂载体 、 催 化学及生 高 等 学 校 化 学 学 报 】 物传感 器 、 氢 材料及 超 级 电容器 材料 等方 面都 备

8、受 关 注碳 纳米 材 料 的研 究 和应 用 领域 的关键 之 一 储 是实 现材 料 的大规 模 、 质量 制备 对于 石 墨烯 而言 ， 械 剥 离法 因受产 量 的限 制 而很 难 实 现 大量 制 高 机 备 ，而通 过氧 化方 法制 备 分散性 较 好 的碳 纳 米材 料会 使得 其 电子 结 构及 晶体 的完 整性 受到 破坏 ，使 其 物 理化 学性 质 受到 影 响 ，并 限制 了其在 电化 学及 器件 方 面 的应用 因此 通过 超分 子 修 饰 的方 法 制备 结 构 相对 完 善 的碳纳 米材 料成 为 一个应 用 研究 的关 键课 题 前 ， 纳 米 材料 的超 分

9、子 功能 化 已取 得 了 碳 一 些研 究 进展 ，随着 纳米 技术 研 究的不 断发 展 ， 续深 入探 索 现有 超 分 子碳 纳 米材 料 的形 成 机 理 和性 继 能及构筑性能新颖的碳纳米材料体系仍将是该领域 的研究重点同时 ， 今后还需探索更为优异的修饰 方法 ， 使碳 纳 米材 料 的优 异性 能得 到更好 的发挥 ，并进 一 步拓 展 其应 用 领 域 而如 何 实 现高 质 量 的碳 纳 米材 料 的大 量制 备及 其超 分 子功能 组装 是 实现碳 纳米 材 料从研 究 走 向应 用 过程 中必 须解 决 的问题 参 考 文 献 ， 一 ， ， ， ： ： ， ， ， ：

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