摘 要

电沉积技术能在施加特定时间、空间的电响应情况下实现刺激响应性聚合物的组装，具有操作设备简单、成本低、反应时间短等特性，所得到的产物在生物电子器件以及电子器件的等领域有着很好的应用前景。海藻酸钠是一种性能非常优异的天然高分子，具有来源广泛，无毒无污染的优势。海藻酸钠还具有很强的与金属离子配位的能力，并且配位之后的海藻酸钠链可以产生交联而形成凝胶，加之海藻酸钠又具有很强的pH响应性，使得海藻酸钠在电沉积技术上有着很大的研究前景。

本文主要是利用电沉积技术，以锌片为阳极，铂片为阴极，对选用的天然生物高分子海藻酸钠进行电沉积，制备硫化锌量子点/天然高分子纳米复合膜并且探究膜的荧光性能。同时我们还利用电沉积技术制备了具有不同形状的荧光膜，对硫化锌量子点/天然高分子纳米复合膜进行一系列的结构表征，通过X射线衍射、透射电镜、紫外吸收光谱等表征手段对其结构性能进行了分析。不仅如此，我们还对膜的光催化性能做了研究，探究膜对罗丹明6G的分解作用，结果显示在12 h内，复合膜对于罗丹明6G的分解作用达到了80%。

关键词：电沉积，海藻酸钠，硫化锌量子点，光催化

Abstract

Electrodeposition is an attractive technique for triggering the assembly of stimuli-responsive biopolymers in response imposed electrical signals with exquisite spatial and temporal control,also it has the characteristics of simple equipment, low cost, short reaction time and so on. And the obtained products have a good application prospect in the fields of bio electronic devices and electronic devices. Sodium alginate is a natural polymer with excellent properties. It has a wide range of sources and is non-toxic and pollution-free. At the same time, sodium alginate has a strong ability to coordinate with metal ions, and after coordination the sodium alginate chain can produce cross-linking and then form gels. Also the sodium alginate has strong pH responsiveness, which makes sodium alginate have a great research prospect in electrodeposition technology.

The main purpose of this paper is to use electrodeposition technology, with zinc as anode and platinum plate as cathode, to electrodeposit the selected sodium alginate, to prepare the ZnS quantum dots / natural polymer nanocomposite membranes and to explore the fluorescence properties of the membrane. At the same time, we also made use of electrodeposition to prepare the fluorescent membrane with different shapes. The structure properties of ZnS quantum dots / natural polymer membrane were characterized by XRD,TEM, UV and PL. Not only that, we also studied the photocatalytic properties of the membrane, and explored the decomposition effect of the membrane on Rhodamine 6G. The results show that the decomposition of the composite to Rhodamine 6G was 80% in 12 h.

Keywords：Electrodeposition, Sodium alginate, ZnS QDs, Photocatalysis

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2天然高分子 1

1.2.1 天然高分子简介 1

1.2.2天然高分子应用 2

1.2.3 天然高分子电沉积技术研究进展 3

1.3 海藻酸钠 3

1.3.1海藻酸钠简介 3

1.3.2海藻酸钠应用 4

1.3.3海藻酸钠电沉积技术研究进展 5

1.4 量子点 5

1.4.1量子点简介 5

1.4.2硫化锌量子点 6

1.5选题目的及意义 7

1.6 主要研究内容 7

第2章 实验部分 8

2.1实验材料与仪器 8

2.1.1主要试剂 8

2.1.2主要设备 8

2.2电沉积制备硫化锌量子点/海藻酸钠纳米复合膜 9

2.3其他金属材料作阳极电沉积海藻酸钠 9

2.4电沉积制备不同形状图案的复合膜 9

2.5硫化锌量子点/海藻酸钠纳米复合膜光催化性能的研究 10

2.6测试及表征 10

第3章 结果与讨论 12

3.1硫化锌量子点/海藻酸钠纳米复合膜的制备 12

3.2其他金属材料作阳极电沉积海藻酸钠 12

3.3测试及表征 13

3.4利用电沉积制备不同形状的水凝胶 16

3.5硫化锌量子点/海藻酸钠纳米复合膜光催化性能的探究 17

第4章 结论 18

参考文献 19

致谢 22

第1章 绪论

1.1研究背景

目前，环境污染问题越来越受到人们的关注，具有无毒无污染特性的天然高分子是一种具有良好生物相容性和生物可降解性的绿色可再生资源，因此天然高分子的应用价值受到越来越多研究者的重视。天然高分子还具有很多的可以反应的活性基团，它可以通过一系列的物理化学改性后得到性能十分优异的产物。近年来，微电子技术以及生物技术的发展发展十分迅速。微电子技术是一种前沿科技型技术，为数据的收集、整理以及处理等提供了极大的方便，具有体积十分小、重量非常轻、可靠性非常高、工作速度非常快的优点。而生物技术可以对生物以及生物的成分进行改造，为我们打开了生物学分子选择性识别的能力、特异性催化能力以及探索生命遗传和机制的大门，在医疗、食品、工业、环境等方面具有很多的应用。但能够使微电子技术和生物技术两者之间的结合应用较少，而两种技术的结合可以在医学、环境、生命DNA检测等方面有很大的应用。

电沉积技术又称电化学沉积（或称电化学聚合）技术，它是一种利用具有电活性的有机分子在电极/溶液界面发生氧化还原反应而直接在电极表面沉积形成聚合物复合膜的非常方便的方法^[1]。电沉积是一个非常有吸引力的技术，在施加特定时间、空间的电响应情况下它能够实现刺激响应性聚合物的组装。而刺激响应性聚合物的沉积可用于构建生物装置，因此它提供了生物学和微电子学相结合的方法。另一方面，还可以利用电沉积方式实现一些生物物质（例如细胞和蛋白质）和一些纳米材料（如碳纳米管和量子点）的组装成膜，故它也提供了一种可控制的和可编程的手段来组装这些生物物质和纳米材料，将它们应用于不同的领域^[2]。如张等^[3]通过利用电沉积的方法构建了壳聚糖-碳酸钙-纳米金复合材料膜，并且用这个复合膜固定了乙酰胆碱酶，由此制备了检测农药中有机磷的含量的检测器，结果显示在进行检测限度为2.5 pg/ml的试样检测时，检测需要的时间仅仅为7 min。