CsPbBr3鈣鈦礦量子點的電化學(xué)發(fā)光性質(zhì)研究及其應(yīng)用.pdf

1、電致化學(xué)發(fā)光（electrochemiluminescence，ECL）結(jié)合了電化學(xué)和化學(xué)發(fā)光的特點，具有靈敏度高、選擇性好以及檢測線性范圍寬等特點，在分析領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。一定尺寸的半導(dǎo)體納米晶體（nanocrystals，NCs），是一種重要的ECL發(fā)光體。自Bard課題組2002年發(fā)現(xiàn)硅量子點的ECL以來，關(guān)于不同類型量子點的性質(zhì)及應(yīng)用開展了大量的研究。然而，由于半導(dǎo)體量子點存在毒性以及碳量子點發(fā)光比較弱等不足之處，開發(fā)新型的

2、具有優(yōu)異ECL性能的量子點仍是ECL檢測應(yīng)用研究的關(guān)鍵問題。
　　近年來，鈣鈦礦作為一種新興的納米材料引起了研究者的廣泛關(guān)注。自Kovalenko課題組2015年首次報道了全無機(jī)鈣鈦礦量子點CsPbX3（X=Cl，Br，I）的制備方法，基于其優(yōu)異的熒光及電化學(xué)性能，人們對全無機(jī)鈣鈦礦量子點的性質(zhì)及其應(yīng)用方面等方面進(jìn)行了大量研究。然而，關(guān)于鈣鈦礦量子點的ECL性質(zhì)及其應(yīng)用研究相對較少。
　　本論文主要對CsPbBr3鈣鈦礦量子

3、點的ECL性質(zhì)以及應(yīng)用進(jìn)行了研究。主要工作如下：
　　1.具有單色性和電化學(xué)可調(diào)的CsPbBr3量子點的ECL性質(zhì)
　　本章研究了CsPbBr3量子點在有機(jī)體系中的ECL過程。立方結(jié)構(gòu)的CsPbBr3量子點可以在不同的氧化還原電位注入空穴（或電子），形成不同的電荷狀態(tài)，進(jìn)而產(chǎn)生ECL信號。CsPbBr3量子點的自由基湮滅途徑和共反應(yīng)劑參與途徑都可以產(chǎn)生優(yōu)于傳統(tǒng)量子點的高單色性的ECL信號。不同電位下注入電子和空穴基本對CsP

4、bBr3量子點的ECL光譜和單色性沒有影響，而且ECL光譜與熒光光譜一致。通過改變CsPbBr3量子點的電子和空穴注入的順序可以調(diào)控并產(chǎn)生“開/關(guān)”式的ECL信號，先注入電子后注入空穴可以產(chǎn)生較強的ECL信號；反之，則產(chǎn)生較弱的或者不產(chǎn)生ECL信號。
　　2. CsPbBr3量子點與過氧化氫在水溶液中載流子復(fù)合的陽極ECL過程
　　本章首次研究了CsPbBr3量子點在水溶液中載流子注入和復(fù)合過程。CsPbBr3量子點通過物理

5、方法沉積在玻碳電極（GCE）表面，可以在載流子注入和復(fù)合過程中保持一定的穩(wěn)定性。CsPbBr3量子點首先在電化學(xué)過程中注入空穴，隨后在GCE表面與H2O2或者電化學(xué)過程中產(chǎn)生的活性氧反應(yīng)，進(jìn)而完成載流子的復(fù)合過程。這種載流子復(fù)合的過程對H2O2具有較高的選擇性，可以在陽極產(chǎn)生高效高單色性的ECL信號。
　　研究CsPbBr3量子點的載流子復(fù)合機(jī)理不僅有利于今后設(shè)計生化藥劑相關(guān)的光電子器件，而且也有利于構(gòu)建高單色性的ECL生物傳感器

6、。
　　3.基于CsPbBr3量子點修飾電極的ECL光譜傳感
　　本章構(gòu)建了CsPbBr3量子點為發(fā)光體的ECL光譜傳感器。CsPbBr3量子點的表面配體為長鏈油胺和油酸，表面鈍化效果較好，ECL光譜與熒光光譜基本一致。基于CsPbBr3量子點優(yōu)異的單色性和電化學(xué)可調(diào)的性能，我們將其應(yīng)用于ECL光譜分析中。在玻碳電極表面修飾一層CsPbBr3量子點，由于一定量的多巴胺（DA）對CsPbBr3量子點的ECL光譜具有猝滅作用，實