碳纳米材料的超分子表面修饰及应用_图文(精)

Ｎ．ｏ９承倩怡等：纳米材料的超分子表面修饰及应用碳２６

０７应用进行简要介绍．３１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．Ｇｎ从ｅｇ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１０Ｓｍ，比０／硒化镉量子点高１数量级．０个Ｂｂａａ等制备了两种带不同电荷的卟啉分子，过卟啉分子与碳纳米管之间的７一相互作用，通ｒ『７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Ｒｅｕｃｉｎｎｄｔｏｉｄｕｃｄｂｙｅ———————：————————————————一——ａｌｅｅＴｃｃｕｒｎ

ｌｌｃ【ｉｒｅｔ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Ｙｏ等使用

电化学还原方法将石英基底上ａ的石墨烯氧化物薄膜还原制得石墨烯薄膜，并将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１０所示．Ｆｇ１Ｃａｔｏ

ｏｈａｒｃｔｎｏｒｐｅｅｆｍ－ｉ．０ｒｏｎｆｒｔｅｆｂｉａｉｆｇａｈｎｌｏｉｂａｅａｅｅｔｏｄｅｎｄｈｅｒａｌｃｉｎｓｉｓｄｇｐｌｃｒｓａｔｉｐｐｉａｔｏｎｏｇａｃｐｈｏｏｗｉｃｎｇｄｅｉｅ［］ｒｎｉｔｓｔｈｉｖｃｓｏ／ｆｎｏｆ魏９０．３２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．Ｄｉａ等通过ＰＧ功能化碳纳米管和石墨烯，其具有较好Ｅ使的水溶性，然后利用７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ｒ一不而叠糨属离子毒性．Ｌｕ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ｉ制荷的超分子复合物体系，实现了ＤＡ的凝聚，有效转染到细胞中．细胞实验证明，纳米材料细胞Ｎ并碳毒性较小．Ｙｎａｇ等利用７７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，负『『一载量高达２３／．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．．５ｇｇＢｉａ等制备的ＧＯ和ＰＡ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．Ｖ３３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，ｅｋｒ。葡萄糖氧化酶固定在碳纳米管电极上，Ｄｋｅ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．Ｓｄｂａ等通过７７相互作用对碳纳米管进行糖功能化，ｕｉｙｒｒ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．Ｚａｇ等。用疏水相互作用力将十八烷基硫醇分子修ｈｎ。利饰在石墨烯表面，成一层基于石墨烯的电子器件的单分子膜，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６Ｖ左右的变化，并带来高度上的改变，检测限可达１ｇＬ其０ｍ／．４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

２６０８高等学校化学学报Ｖ】３ｏ．２物传感器、氢材料及超级电容器材料等方面都备受关注．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．Ｅ前，纳米材料的超分子功能化已取得了

ｌ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ＫｏｏＨ．Ｗ．ｅｔＪｒｔ，Ｈａｈ．Ｒ．ＯＢｉｎＳ．Ｎｔｒ［］９５３８６一ｌ３，ｒ．ＣｅａｕｅＪ，１８，１：１２６ｌｉａ

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