發(fā)布時(shí)間：2021-06-17 06:04

　　碳點(diǎn)（carbon dots,CDs）由于具有優(yōu)異的熒光性能、低毒性、原料廣泛、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn),受到了研究人員的廣泛關(guān)注。然而,目前大部分CDs的發(fā)射波長(zhǎng)位于藍(lán)光和綠光的短波長(zhǎng)區(qū)域,這限制了CDs的廣泛應(yīng)用。多色CDs的合成對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)CDs合成具有一定的指導(dǎo)作用,并且可以拓寬其應(yīng)用。因此,本文從CDs的粒徑、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和表面態(tài)角度闡述了CDs的多色發(fā)光機(jī)理,綜述了實(shí)現(xiàn)多色CDs的調(diào)控措施（包括反應(yīng)原料、反應(yīng)參數(shù)、表面改性和分離提純）及其在發(fā)光二極管和生物成像方面的應(yīng)用。 

【文章來(lái)源】：材料工程. 2020,48(04)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

以水(a),甘油(b)和DMF(c)為溶劑制備CDs的透射電子顯微鏡圖像和其在太陽(yáng)光(左上)和紫外光(左下)下的照片,

Guo等[23]認(rèn)為N含量也會(huì)改變CDs的帶隙,從而改變其發(fā)射波長(zhǎng)。他們通過(guò)增加含氮反應(yīng)原料的比例合成6種具有不同發(fā)光波長(zhǎng)的CDs。這些CDs的粒徑相近,因此其熒光特性的不同并非源于量子尺寸效應(yīng)。CDs的結(jié)構(gòu)表征表明N摻雜引起的不同表面態(tài)造成了多色熒光發(fā)射,如圖2(b)所示,N原子的引入會(huì)使CDs表面態(tài)更加均一并降低其能級(jí),減小其帶隙,從而造成CDs發(fā)射波長(zhǎng)的紅移。此外,一些研究發(fā)現(xiàn)CDs的石墨化程度和表面態(tài)共同影響CDs的發(fā)光波長(zhǎng)。Miao等[28]通過(guò)調(diào)節(jié)檸檬酸和尿素的配比及反應(yīng)溫度,獲得發(fā)射從藍(lán)到紅的多色CDs,其發(fā)射峰從430 nm紅移到630 nm。選擇其中具有代表性的藍(lán)、綠、紅三色CDs進(jìn)行研究,其光學(xué)性能如圖3(a)～(c)所示。雖然3種CDs具有幾乎相同的粒徑(3.96,4.12 nm和4.34 nm),但隨著發(fā)射峰的紅移,它們的X射線衍射(X-ray diffraction,XRD)圖(圖3(d))中位于26.6°的峰逐漸增強(qiáng),且拉曼圖譜(圖3(e))中D峰和G峰的強(qiáng)度比逐漸減小,這證明CDs石墨化程度增加;進(jìn)一步從X射線光電子能譜(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)的高分辨C1s圖譜(圖3(f)～(h))中可以看出,CDs表面的羧基含量隨發(fā)射波長(zhǎng)的紅移而增大。因此,該研究中,CDs的熒光發(fā)射受石墨化程度和表面羧基含量共同控制,隨著石墨化程度和表面羧基含量的增加,CDs的發(fā)射波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生紅移。

此外,一些研究發(fā)現(xiàn)CDs的石墨化程度和表面態(tài)共同影響CDs的發(fā)光波長(zhǎng)。Miao等[28]通過(guò)調(diào)節(jié)檸檬酸和尿素的配比及反應(yīng)溫度,獲得發(fā)射從藍(lán)到紅的多色CDs,其發(fā)射峰從430 nm紅移到630 nm。選擇其中具有代表性的藍(lán)、綠、紅三色CDs進(jìn)行研究,其光學(xué)性能如圖3(a)～(c)所示。雖然3種CDs具有幾乎相同的粒徑(3.96,4.12 nm和4.34 nm),但隨著發(fā)射峰的紅移,它們的X射線衍射(X-ray diffraction,XRD)圖(圖3(d))中位于26.6°的峰逐漸增強(qiáng),且拉曼圖譜(圖3(e))中D峰和G峰的強(qiáng)度比逐漸減小,這證明CDs石墨化程度增加;進(jìn)一步從X射線光電子能譜(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)的高分辨C1s圖譜(圖3(f)～(h))中可以看出,CDs表面的羧基含量隨發(fā)射波長(zhǎng)的紅移而增大。因此,該研究中,CDs的熒光發(fā)射受石墨化程度和表面羧基含量共同控制,隨著石墨化程度和表面羧基含量的增加,CDs的發(fā)射波長(zhǎng)會(huì)發(fā)生紅移。2 多色熒光CDs的合成

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳量子點(diǎn)激發(fā)依賴熒光特性的機(jī)理、調(diào)控及應(yīng)用[J]. 王軍麗,王亞玲,鄭靜霞,于世平,楊永珍,劉旭光.  化學(xué)進(jìn)展. 2018(08)

碩士論文
[1]多色熒光發(fā)射碳量子點(diǎn)的制備及其在金屬離子檢測(cè)中的應(yīng)用[D]. 王延冰.中北大學(xué) 2018
[2]功能化熒光碳點(diǎn)的合成及其在重金屬離子檢測(cè)和細(xì)胞成像中的應(yīng)用[D]. 孫曉晗.蘭州大學(xué) 2017
[3]碳量子點(diǎn)基發(fā)光薄膜的合成及其光致和電致發(fā)光性質(zhì)[D]. 張峰.太原理工大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3234627