碳量子點(diǎn)是納米材料領(lǐng)域一種備受關(guān)注的發(fā)光材料,由于合成方法多種多樣,碳量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)多樣,特別很多具有晶體結(jié)構(gòu)的碳納米點(diǎn)與常規(guī)報(bào)道的很多石墨結(jié)構(gòu)不同,且未被進(jìn)行詳細(xì)的研究,在其中可能存在很多未被發(fā)現(xiàn)的新型碳結(jié)構(gòu)。在本文中,通過檸檬酸為碳源,水熱條件下合成的碳量子點(diǎn)具有一種面心立方（fcc）的碳結(jié)構(gòu),且具有良好的結(jié)晶性,尺寸在5nm內(nèi),平均尺寸為2.8nm。這種碳結(jié)構(gòu)主要由sp3碳為主的C-C鍵構(gòu)成,表面含氧官能團(tuán)使碳量子點(diǎn)存在少量的sp2碳,碳量子點(diǎn)在水溶液中表現(xiàn)出微弱的熒光特性,熒光量子產(chǎn)率低于1%;但通過N摻雜的方法,我們得到了與這種碳量子點(diǎn)具有相同核心結(jié)構(gòu)的高效熒光特性的氮摻雜碳量子點(diǎn)（熒光量子產(chǎn)率高于40%）。氮摻雜碳量子點(diǎn)是由簡單的溶劑熱法制備的,具有面心立方結(jié)構(gòu)（FCC）核心,熒光顏色范圍從橙色到紅色,且其發(fā)光機(jī)制與其面心立方核心結(jié)構(gòu)相關(guān)。EELS結(jié)果顯示sp2N原子（弱鍵合或非鍵合氮原子）與核心或核心與表面之間的界面處的fcc碳骨架的周圍碳原子形成共軛sp2-結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)會(huì)影響帶隙結(jié)構(gòu)并導(dǎo)致長波長發(fā)射。隨著sp2N原子含量的增加,CQDs發(fā)射波長顯示紅移。石墨烯通過層間的堆... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１碳同位Ｍ??

Ｆｉｇ．１－４?Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｉｅｓ?ｆｏｒ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇ?ｃａｒｂｏｎ?ｄｏｔｓ?（ＣＤｓ）＊２９１??圖１－４碳董子點(diǎn)合成方法??１．４．２自下而上法??自下而上主要有燃燒法、熱解法、模板法、微波法、超聲波法、水熱或溶劑法等。熱??解法主要利用高溫高壓的水熱環(huán)境，將碳源中的碳前體通過裂解等過程制備成碳量子點(diǎn)。??２０１０年，Ｐａｎ等［３（）］用熱解法合成的碳量子點(diǎn)的相對(duì)熒光量子產(chǎn)率達(dá)到３１．６°／。，而碳量子??點(diǎn)在Ｎ２或空氣中退火后，量子產(chǎn)率可分別提升到３６．２％和４０．６％。Ｌｉｕ［３ｌ］等以蠟燭灰為??碳源，將其與硝酸混合，通過加熱回流得到均勻的黑色溶液，再經(jīng)離心、凝膠電泳分離等??后處理得到粒徑約ｌｎｍ的熒光碳量子點(diǎn)，且不同粒徑碳點(diǎn)的發(fā)射波長也不同；其他的研??究人員還有從天然氣燃燒得到的碳黑、油煙、煤油燈黑及石蠟油灰分等中制備出了熒光碳??量子點(diǎn)。［３Ｗ６］２０１４年，Ｑｕ等［３７１用微波輔助熱法制備得到兩種碳量子點(diǎn)，一種發(fā)射藍(lán)光，??熒光量子產(chǎn)率為１５％，另一種為綠光，熒光量子產(chǎn)率達(dá)到３６％。水熱法或溶劑熱法是一祌??比較常用的自下而上制備碳量子點(diǎn)的方法。Ｑｕ等Ｍ則同樣以檸檬酸和尿素為原料在ＤＭＦ??

ＣＱＤｓ?ｒｅｆｌｕｘｅｄ?ｉｎ?ｎｉｔｒｉｃ?ａｃｉｄ?ｔｏ?ｅｎｓｕｒｅ?ｃｏｍｐｌｅｔｅ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ?（ｄ）?Ｃｕｒｒｅｎｔ－ｖｏｌｔａｇｅ??ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ?ｏｆ?ａｑｕｅｏｕｓ?ＣＱＤ－ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｄ?ｓｏｌａｒ?ｃｅｉｌ１８０１??圖１－１０?（ａ）?ＣＱＤ與致敏化的Ｔｉ〇２納米顆粒結(jié)合（ｂ）?ＣＱＤ薄膿在石英襯底上的ＵＶ－Ｖｉｓ－ＮＩＲ??吸收光譜（ｃ）由ＣＱＤ制備的ＣＱＤ致敏化的太陽能電池的電流－電壓特性（利用ＣＱＤ水溶??液在硝酸中回流以確保完全其表面氧化）（ｄ）?ＣＱＤ致敏太陽能電池的電流－電壓特性??（４）生化檢測(cè)??碳量子點(diǎn)的熒光性能受環(huán)境ｐＨ值的影響，對(duì)許多金屬離子也有熒光淬滅效應(yīng)，因此??也有人將其應(yīng)用于生化檢測(cè)。如Ｗａｎｇ等［８２：｜通過光激發(fā)碳量子點(diǎn)和硝酸銀的水溶液，可??將Ａｇ＋還原成Ａｇ，通過快速增長的Ａｇ表面等離子吸收峰來確認(rèn)Ａｇ的生成。。？３�。薜龋郏福担�??用蘋果酸和乙二胺為前體，通過微波法制備的碳點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其熒光會(huì)被Ｃｕ２＋淬滅，之后通過??逐漸加入鳥嘌呤，熒光可以逐漸恢復(fù)并在１．３１＞＜丨〇－８至７．２７ｘｌ（Ｔ７ｍ〇ｌ／Ｌ范圍內(nèi)線性變化，檢??測(cè)極限可達(dá)〇．６７ｘ?１?〇＿８ｍｏｌ／Ｌ


本文編號(hào)：3070175