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专利号: 2020101158376
申请人: 山东师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种单颗粒光催化材料,其特征在于,所述材料是由单颗粒TiO2负载在MWCNT上形成。

2.如权利要求单颗粒光催化材料,其特征在于,所述单颗粒光催化材料是指在单根MWCNT上的某一位置集中结合有TiO2,并且TiO2和MWCNT之间形成异质结。

3.权利要求1或2所述的单颗粒光催化材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

将MWCNT、TiO2分别加入溶剂中制成MWCNT分散液、TiO2分散液;

将TiO2分散液加入MWCNT分散液中进行超声处理,完成后将得到的混合液在这空条件下烘干,然后对得到的固体产物进行煅烧,从而将颗粒TiO2负载到MWCNT上,形成单颗粒光催化材料。

4.权利要求3所述的单颗粒光催化材料的制备方法,其特征在于,所述分散液的制备方法为:将MWCNT、TiO2分别置于容器中,然后加入乙醇溶液分散溶解,并用封口膜将容器口封严,完成后进行超声处理,即得墨黑色的MWCNT分散液和TiO2分散液。

5.权利要求3或4所述的单颗粒光催化材料的制备方法,其特征在于,所述混合液中,所述TiO2和MWCNT的质量比为900-1050:1;优选为1000:1。

6.权利要求3或4所述的单颗粒光催化材料的制备方法,其特征在于,所述煅烧温度为

300-380℃,时间为4.5-6h。

7.权利要求1或2所述的单颗粒光催化材料在催化剂颗粒表面光致电子传输检测研究中的应用。

8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,将负载单颗粒TiO2的MWCNT作为催化剂,采用紫外光对其进行照射,以激发催化剂表面光致电子-空穴对分离,然后采集单分子荧光图像和单分子荧光信号用于研究。

9.一种单分子荧光检测装置,其特征在于,包括如下部件:微流控芯片、催化光源、全内反射荧光显微镜光路系统、二向色镜、滤波片、EMCCD和成像系统;所述微流控芯片中设置有反应槽,反应槽是由两片玻璃片和两片双面胶构成,所述双面胶粘在两片透明玻璃片之间,且两片双面胶间隔设置,从而形成反应槽;所述催化光源、全内反射荧光显微镜光路系统分别用于向反应槽中提供单一波长的催化光、激光;所述二向色镜用于收集反应槽中被激发出的荧光信号,所述二向色镜、滤波片、EMCCD和成像系统依次连接。

10.一种单分子荧光检测方法,其特征在于,采用权利要求9所述的单分子荧光检测装置执行,包括如下步骤:将含有权利要求1或2所述的单颗粒光催化材料和/或权利要求3-6任一项所述的方法制备的单颗粒光催化材料的反应液通过反应槽,同时施加单一波长的催化光源,促进TiO2光致电子和空穴分离,光致电子快速转移到MWCNT上与溶液体系接触,生成被HPF特异性识别的·OH活性氧物种,生成荧光产物;

然后通过全内反射荧光显微镜光路系统施加入射激光,全内反射在玻璃片上产生消逝波,激发靠近全内反射区域内的荧光分子,在二向色镜中收集荧光分子发出的荧光信号,再用高灵敏EMCCD捕捉单分子荧光,并通过计算机显像处理,获得单分子荧光图像;

随后通过低通滤波预处理所述获得单分子荧光图像;然后通过设定荧光强度阈值,消除背景荧光信号的影响,成功获得有效的单分子荧光信号;随后将采集的单分子荧光信号用于单颗粒表面光致电子传输速率计算。