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离子液体辅助合成的CdTe纳米晶对离子分子响应的选择性的任务书 任务书: 题目:离子液体辅助合成的CdTe纳米晶对离子分子响应的选择性 背景: 纳米晶是大小在1-100纳米的半导体微晶体,具有特殊的物理化学性质,例如量子大小效应、能隙增大、吸收和向外发射光谱移动、表面积增大等。因此,它们在光电子学、能源、生物医学、传感器等领域具有广泛的应用前景。 由于纳米晶的合成方法较为复杂,单纯地使用化学方法合成纳米晶往往需要高温、高压、有毒有害的试剂,存在大量的环境污染和健康风险。近年来,利用离子液体作为绿色、可持续的合成介质,已经成为一种重要的合成方式。离子液体是指具有低熔点甚至室温下液态的离子盐,具有高导电性、高稳定性、无挥发性、可再生性、可调性等特点。它们可以作为模板、助剂或者反应介质,辅助合成纳米晶,不仅能够获得高质量的产物,而且能够减少环境风险。 CdTe纳米晶是一种重要的半导体材料,具有高的荧光效率、量子收率、遥感和光伏转换性能,因此,已经广泛应用于生物成像、单分子探测、能量转换等领域。同时,CdTe纳米晶也具有响应分子探测的潜力。当CdTe晶体受到某些离子分子或分子气体的刺激时,它们的电子结构发生变化,荧光光谱发生位移或强度改变,从而达到对某些离子分子的选择响应作用。 本任务旨在利用离子液体辅助合成CdTe纳米晶,并研究其对离子分子响应的选择性。 任务要求: (1)收集和整理离子液体模板辅助合成CdTe纳米晶的最新研究文献,总结常用的合成方法和表征手段,掌握最适合的合成条件,选择最佳的制备方法进行实验。 (2)对比分析CdTe纳米晶对不同离子分子的响应选择性的研究,设计有针对性的分子探针,通过荧光光谱、紫外吸收光谱、荧光衰减光谱等对CdTe纳米晶的响应进行表征,并利用聚合物薄膜等手段探讨CdTe纳米晶的响应机理。 (3)利用CdTe纳米晶对离子分子的选择响应作用,设计、制备、优化、性能测试离子分子传感器样品。并结合有机合成化学、材料化学等知识,特别是利用离子液体、有机聚合物等低毒、可持续的材料进行修饰,从而提高传感器的灵敏度、选择性和稳定性。 (4)完成实验室综合科研训练,练习科学研究中的数据处理、分析和结果解释,培养团队协作精神和创新能力。 任务计划: 第一周:收集文献资料,了解离子液体辅助合成CdTe纳米晶的酸碱、温度、反应时间、离子液体种类等因素对纳米晶品质的影响。 第二周:合成CdTe纳米晶,控制反应条件进行优化,利用紫外-可见吸收光谱、激发荧光光谱、荧光寿命以及TEM、XRD等表征手段进行表征。 第三周:通过引入官能团对CdTe纳米晶进行表面修饰,制备新型CdTe纳米晶分子探针,探讨其对不同离子分子的选择响应机制。 第四周:根据第三周结果设计制备离子分子传感器样品,利用实验室常用的检测手段进行测试和分析。 第五周:整理和分析实验结果,写出研究报告,准备科研实验展示及口头答辩。 参考文献: 1.Wu,H.;Liu,J.;Motuzas,J.;Upadhyaya,H.M.ElectrocatalyticpropertiesofionicliquidmodifiedCdTequantumdots.JMaterChemB.2021,9(9),1971-1979. 2.Zhao,Y.;Li,Z.;Qiao,X.;Zhang,J.;Cui,Y.;Zhang,T.FabricationofhighlystablefluorescentCdTequantumdotsmodifiedbyGeminisurfactantinionicliquid.JInorgOrganometPolym.2020,30,443–449. 3.Yan,J.;Ye,L.;Chen,M.;Huang,L.;Ou,J.;Cheng,G.Temperature-responsiveionicliquidcrystalswithCdTequantumdots.JMolLiq.2019,271,103-110. 4.Li,P.;Jiang,X.;Zhang,F.;Zhang,C.;Zhang,X.;Wang,Y.;Li,Y.Controllablesynthesisofrosette-likeribbonCdTenanostructuresusingionicliquidsasreactionmedia.NanoscaleResLett.2019,14,27-36. 5.Ali,M.A.;Salam,R.A.;Alharbi,H.;Alsaad,K.;Soliman,A.Anewsimplesensorbasedonionicliquid/CdTequantumdotsfortheselectivedetectionofCrO42-ionsinaqueoussol