廣義上,碳點(diǎn)是一種粒徑小于10nm的零維熒光納米球,具有獨(dú)特的熒光性質(zhì),氧化還原性、電子轉(zhuǎn)移特性、良好的水溶性和生物相容性,是毒性半導(dǎo)體量子點(diǎn)和易光漂白有機(jī)發(fā)光分子的優(yōu)良替代材料,在生物傳感、藥物輸送、光催化、光電裝置中已有大量的研究。但傳統(tǒng)方法制備碳點(diǎn)的工藝復(fù)雜、步驟繁瑣,對設(shè)備要求比較高,且得率不高,熒光性能的改善強(qiáng)烈依賴于污染或腐蝕性試劑。生物質(zhì)資源來源廣泛廉價(jià)易得,富含碳、氮、氧三種元素,是制備良好熒光性能碳點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)碳源。通過一步水熱法在低溫下將生物質(zhì)資源綠色轉(zhuǎn)化為高效熒光發(fā)射的碳點(diǎn)是一個(gè)極有意義的研究。本論文以生物質(zhì)為原料,探究了不同氮源和不同的制備條件對碳點(diǎn)化學(xué)結(jié)構(gòu)和熒光性能的影響及內(nèi)在機(jī)理;另一方面將性能優(yōu)異的碳點(diǎn)應(yīng)用于生物標(biāo)記、生物傳感以及納米增強(qiáng)技術(shù)領(lǐng)域,拓展了生物質(zhì)碳點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用前景,實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)資源髙賦值轉(zhuǎn)化,主要的研究內(nèi)容如下:1.利用不同結(jié)構(gòu)的外源氮摻雜試劑,通過水熱法和溶劑熱綠色制備途徑制備了多種生物質(zhì)碳點(diǎn),探究了氮摻雜試劑對生物質(zhì)碳點(diǎn)的多色發(fā)光性能的調(diào)控。體系中引入摻雜的氮源通過復(fù)雜的反應(yīng)在碳點(diǎn)表面以氨基、吡啶氮、吡咯氮等形式的N-摻雜存在,有效地填補(bǔ)了表... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

水溶液中碳量子點(diǎn)在白光（上）和315nm紫外光照射下（中）的照片及對應(yīng)的熒光光譜

形成激發(fā)態(tài)碳點(diǎn)，最終激發(fā)態(tài)碳點(diǎn)回到基態(tài)并釋放移性能有較高的比表面積，其豐富的表面位點(diǎn)、雜原子摻碳點(diǎn)熒光發(fā)射的響應(yīng)變化以及氧化還原過程的相互礎(chǔ)。Kang 課題組[61]在研究碳點(diǎn)熒光性能時(shí)發(fā)現(xiàn)將別作為電子受體和電子給體，均能明顯縮短碳點(diǎn)的電子受體/給體。Sun 課題組[62]利用不同的有機(jī)分點(diǎn)基于電子轉(zhuǎn)移的熒光淬滅響應(yīng)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在 450 Ag+還原為 Ag 單質(zhì)，進(jìn)一步證實(shí)了 CDs 的光致轉(zhuǎn)獲光生電子的主要原因。

圖 1-5 碳點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)及發(fā)光機(jī)理。（A）熒光發(fā)射波長隨粒徑變化示意圖[15]；外吸收與粒徑的變化關(guān)系圖[77]；（C）碳點(diǎn)表面官能團(tuán)影響能級(jí)變化示意圖[72]；（D）基數(shù)目的關(guān)系[66]；（E）不同氧化程度的碳點(diǎn)對帶隙間距[38]；（F）藍(lán)色熒光和綠色熒化還原反應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化[37]；（G）氧化程度對碳點(diǎn)熒光的影響[14]；（H）碳點(diǎn)熒光隨結(jié)（I）低氧化態(tài)碳點(diǎn)與（J）高氧化態(tài)碳點(diǎn)的 TEM 表征圖（標(biāo)尺為 5 nm）[70]；（K）點(diǎn)熒光機(jī)理示意圖[71]Fig. 1-5 Optical properties and luminescence mechanism of carbon dots. (A) optical aimages of C-dots with different size, and the relationship between carbon dots size and properties[15]. (B) Adsorption spectra for three kinds of C-dots of 12, 17 and 22 nm[77]. (C) of surface state engineering of carbon dots[72]. (D) Representations of the relationship betchanges and the number of amino groups[66]. (E) Schematic illustrations of band gap changwith different oxidation levels[38]. (F) Representations of the synthesis of carbon dotsfluorescence from oxidized carbon dots[37]. (G) Schematic illustrations of emission from c

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯/碳點(diǎn)復(fù)合物的制備及其電化學(xué)性能研究[J]. 張慶國,劉海超,張鑫源,李美超,金振興.  電子元件與材料. 2014(05)
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博士論文
[1]發(fā)光碳基納米材料的超快動(dòng)力學(xué)研究[D]. 隋來志.吉林大學(xué) 2017
[2]發(fā)光碳納米顆粒和CdS量子點(diǎn)的合成表征及應(yīng)用[D]. 田磊.蘭州大學(xué) 2010

碩士論文
[1]熒光碳量子點(diǎn)的制備及其在金屬離子檢測中的應(yīng)用[D]. 唐榮.大連理工大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3419610