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石墨烯材料在脱氟辅助下的氮掺杂化学行为
摘要： 杂原子掺杂反应对于实现能源和生物领域先进石墨烯基材料至关重要。遗憾的是，迄今为止关于详细反应路径的认知仍十分有限。本研究基于改进的原位傅里叶变换红外光谱技术，重点探究了氟化石墨烯（FG）在脱氟辅助下的氮（N）掺杂过程。结果表明，与其他石墨烯衍生物相比，FG与氨气具有更高且更有效的反应活性，这使得脱氟辅助下的N掺杂即使在较低温度下也能高效进行（300°C时N掺杂量达16.8 at%，400°C时达19.9 at%）。结合密度泛函理论证实：在N掺杂初始反应阶段，氨分子通过形成新C-NH2键进攻并取代FG中的C-F键；随后氨基环化为乙烯亚胺三元环结构。更重要的是，C-F键的解离与迁移促进了C-C键断裂及C-N键重组，从而显著推动乙烯亚胺环中的N原子转化为石墨烯骨架中的吡啶型N或石墨型N。
关键词： 氟化石墨烯，反应路径，脱氟，氮掺杂，二维化学
更新于2025-09-04 15:30:14
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氮掺杂榴莲壳衍生碳点用于内滤效应介导的四环素检测及荧光墨水制备
摘要： 近年来，光致发光碳点因其独特的光学特性备受关注。本研究以榴莲壳废弃物为前驱体、三羟甲基氨基甲烷（Tris）碱为掺杂剂，采用简便的一锅水热法制备了氮掺杂碳点（NCDs）。合成的NCDs在紫外光照射下呈现蓝色荧光，量子产率达12.93%，激发波长340 nm时最大发射峰位于414 nm。X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析表明NCDs表面存在氮氧官能团。颗粒呈准球形，平均粒径6.5 nm。该材料具有抗光漂白特性，在宽pH范围内稳定性良好，但高温会降低其性能。NCDs对四环素表现出高选择性——由于内滤效应，四环素会导致其荧光显著猝灭?；诹槊舳仁笛?，建立了0-30 μM浓度范围内的线性关系（R2=0.989），检测限为75 nM（信噪比S/N=3）。通过湖水与自来水两种实际样品验证，相对回收率为98.6%-108.5%，相对标准偏差<3.5%。
关键词： 荧光油墨、四环素检测、榴莲壳废弃物、氮掺杂、碳点
更新于2025-09-04 15:30:14
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印度醋栗衍生的可调谐荧光碳点：体外/体内多色生物成像与荧光墨水的潜力
摘要： 我们报道了以可再生资源余甘子果汁为前驱体，通过200°C水热反应12小时合成环保型荧光氮掺杂碳点(NCDs)的方法。所制NCDs无需任何样品预处理即可在紫外光激发下发射明亮荧光，并呈现激发依赖性荧光发射特性。这些碳点表面含有氨基、羟基和羧基等含氮及含氧官能团。此外，NCDs表现出优异的水分散性、长效稳定性及良好生物相容性?；谄溆帕脊庋阅?，该材料有望作为多色细胞成像的染色剂应用于HCT-116人结肠癌细胞和秀丽隐杆线虫(线虫)研究。在细胞质中，NCDs显示出快速摄取特性，对细胞形态无影响且伴随明亮荧光发射。该材料还可作为防伪墨水用于书写绘图。特别值得注意的是，NCDs制成的指纹墨水能在紫外光照射下即时显影，无需二次处理，可替代传统荧光墨水用作理想的生物成像多色荧光探针。
关键词： 氮掺杂、水热合成、碳点、荧光墨水、生物成像
更新于2025-09-04 15:30:14
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通过N阴离子掺杂改性TiO2的光学和电子性能以增强可见光辅助光催化性能
摘要： 本工作采用非离子表面活性剂（聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯）作为结构调控剂和软模板，通过改进的溶胶-凝胶法制备了氮掺杂锐钛矿相TiO?纳米晶体。采用X射线衍射、拉曼光谱、紫外-可见漫反射光谱及X射线光电子能谱等技术对样品进行表征，并通过可见光照射下苯酚的光催化氧化反应评估其光催化活性（苯酚浓度由紫外-可见分光光度计测定）。实验结果表明，氮掺杂赋予TiO?纳米催化剂优异的可见光光催化性能。此外，通过密度泛函理论（DFT）计算阐明了纯锐钛矿相TiO?与氮掺杂体系的形成能及电子结构，发现氮掺杂可缩小本征TiO?的带隙，从而使N-TiO?纳米催化剂具备卓越的可见光光催化活性。因此，所制备的N-TiO?光催化剂有望应用于太阳光照射下的有机污染物降解。
关键词： 氮掺杂、DFT模拟、光催化、二氧化钛
更新于2025-09-04 15:30:14