生物質(zhì)碳量子點(diǎn)的制備及其應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間：2021-11-05 21:23
石墨烯量子點(diǎn)（GQDs）是一種具有較高結(jié)晶度的碳量子點(diǎn)（CQDs）,GQDs和CQDs擁有優(yōu)異的光學(xué)穩(wěn)定性和水分散性,及可調(diào)節(jié)的熒光發(fā)射/激發(fā)性等特性,是有望替代無機(jī)量子點(diǎn)的碳納米材料。CQDs在金屬離子檢測(cè)、生物成像、疾病診斷治療、太陽能電池等領(lǐng)域展現(xiàn)獨(dú)特的應(yīng)用前景。生物質(zhì)是一種綠色可再生的資源,其含有豐富碳原子及雜原子（如N、S、P等）,是制備CQDs的理想原料。生物質(zhì)CQDs的合成方法主要為水熱法,存在熒光量子效率較低和光學(xué)穩(wěn)定性有待提高的不足。本論文在檸檬酸-尿素體系中引入含氨基的殼聚糖、明膠及大豆蛋白,采用簡(jiǎn)單的一步水熱法,及乙醇沉淀的分離方法獲得N摻雜碳量子點(diǎn)（NCQDs）、N摻雜石墨烯量子點(diǎn)（NGQDs）、N、S雙摻雜石墨烯量子點(diǎn)（N,S-GQDs）。研究了NCQDs、NGQDs和N,S-GQDs的結(jié)構(gòu)、光學(xué)性質(zhì)及其對(duì)金屬離子的檢測(cè)性能,初步探討了NGQDs的發(fā)光機(jī)理,為合成高性能生物質(zhì)CQDs提供幫助。本論文創(chuàng)新點(diǎn)如下:1)以殼聚糖或明膠的檸檬酸-尿素水溶液為原料,采用水熱法和乙醇沉淀的分離方法分別合成了氮摻雜碳量子點(diǎn)（NCQDs）和氮摻雜石墨烯量子點(diǎn)（NGQDs）。2...
【文章來源】：江漢大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
（a）榴蓮?fù)ㄟ^一步水熱法合成S-GQDs，（b）S-GQDs的結(jié)構(gòu)示意圖，（c）S-GQDs水溶液的多色發(fā)光及其量子效率[9]
江漢大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第3頁CQDs的結(jié)晶狀態(tài)，如果CQDs出現(xiàn)2θ值在20°~25°之間的寬峰，表明CQDs形成了非晶態(tài)碳相（sp3碳）[11,16]。圖1-2碳量子點(diǎn)的（a）TEM圖；（b）HRTEM圖；（c）AFM圖；（d）FTIR圖；（e）XPS全譜；（f）拉曼光譜[9,11,14,17]Fig.1-2(a)TEMimage,(b)HRTEMimage,(c)AFMimage,(d)FTIRspectrum,(e)XPSsurveyspectrum,and(f)RamanspectrumofCQDs[9,11,14,17].
江漢大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第7頁明顯的晶格結(jié)構(gòu)，三種CQDs的尺寸在10nm以內(nèi)，如圖1-5（b-d）所示。圖1-5（a）活性炭制備CQDs的過程，4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺鈍化；（b）煤衍生活性炭（c）木頭衍生活性炭；（d）椰子衍活性炭制備的CQDs的TEM圖，插圖為CQDs尺寸的分布圖[20]Fig.1-5(a)PreparationprocedureofCQDs.(b)TEMimagesof4,7,10-trioxa-1,13-tridecanediamine(TTDDA)-passivatedCQDsderivedfromcoalactivatedcarbon(CAC),(c)woodactivatedcarbon(WAC),and(d)coconutactivatedcarbon(CNAC).TheinsethistogramsarethesizedistributionsoftheCQDsmeasuredbyTEM[20].1.2.3超聲波合成法眾所周知，超聲波可以在液體中產(chǎn)生交替的低壓和高壓波，導(dǎo)致小的真空氣泡的形成和破裂。這些空化作用會(huì)形成高速撞擊的液體射流，進(jìn)而形成強(qiáng)大的剪切力[21-23]。運(yùn)用這種剪切力，可以將宏觀碳材料切割成納米級(jí)的CQDs。Kang等人以活性炭為原料，通過一步超聲波合成法，在過氧化氫（H2O2）環(huán)境里制備出可溶于水的CQDs。此CQDs水溶液非常穩(wěn)定，靜置六個(gè)月無沉物[23]。Park等人報(bào)道了一種大規(guī)模合成CQDs的綠色方案，即以廢棄的食物作為碳源，在室溫下通過超聲波合成法制備CQDs，此CQDs在TEM下呈均勻的球形，平均尺寸為4.6nm[22]。
【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]石墨烯量子點(diǎn)及新型二維材料光學(xué)性質(zhì)的理論研究[D]. 李云海.東南大學(xué) 2018
碩士論文
[1]生物質(zhì)碳量子點(diǎn)的制備與應(yīng)用研究[D]. 梁梓承.華南理工大學(xué) 2016
本文編號(hào)：3478532
【文章來源】：江漢大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
（a）榴蓮?fù)ㄟ^一步水熱法合成S-GQDs，（b）S-GQDs的結(jié)構(gòu)示意圖，（c）S-GQDs水溶液的多色發(fā)光及其量子效率[9]
江漢大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第3頁CQDs的結(jié)晶狀態(tài)，如果CQDs出現(xiàn)2θ值在20°~25°之間的寬峰，表明CQDs形成了非晶態(tài)碳相（sp3碳）[11,16]。圖1-2碳量子點(diǎn)的（a）TEM圖；（b）HRTEM圖；（c）AFM圖；（d）FTIR圖；（e）XPS全譜；（f）拉曼光譜[9,11,14,17]Fig.1-2(a)TEMimage,(b)HRTEMimage,(c)AFMimage,(d)FTIRspectrum,(e)XPSsurveyspectrum,and(f)RamanspectrumofCQDs[9,11,14,17].
江漢大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第7頁明顯的晶格結(jié)構(gòu)，三種CQDs的尺寸在10nm以內(nèi)，如圖1-5（b-d）所示。圖1-5（a）活性炭制備CQDs的過程，4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺鈍化；（b）煤衍生活性炭（c）木頭衍生活性炭；（d）椰子衍活性炭制備的CQDs的TEM圖，插圖為CQDs尺寸的分布圖[20]Fig.1-5(a)PreparationprocedureofCQDs.(b)TEMimagesof4,7,10-trioxa-1,13-tridecanediamine(TTDDA)-passivatedCQDsderivedfromcoalactivatedcarbon(CAC),(c)woodactivatedcarbon(WAC),and(d)coconutactivatedcarbon(CNAC).TheinsethistogramsarethesizedistributionsoftheCQDsmeasuredbyTEM[20].1.2.3超聲波合成法眾所周知，超聲波可以在液體中產(chǎn)生交替的低壓和高壓波，導(dǎo)致小的真空氣泡的形成和破裂。這些空化作用會(huì)形成高速撞擊的液體射流，進(jìn)而形成強(qiáng)大的剪切力[21-23]。運(yùn)用這種剪切力，可以將宏觀碳材料切割成納米級(jí)的CQDs。Kang等人以活性炭為原料，通過一步超聲波合成法，在過氧化氫（H2O2）環(huán)境里制備出可溶于水的CQDs。此CQDs水溶液非常穩(wěn)定，靜置六個(gè)月無沉物[23]。Park等人報(bào)道了一種大規(guī)模合成CQDs的綠色方案，即以廢棄的食物作為碳源，在室溫下通過超聲波合成法制備CQDs，此CQDs在TEM下呈均勻的球形，平均尺寸為4.6nm[22]。
【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]石墨烯量子點(diǎn)及新型二維材料光學(xué)性質(zhì)的理論研究[D]. 李云海.東南大學(xué) 2018
碩士論文
[1]生物質(zhì)碳量子點(diǎn)的制備與應(yīng)用研究[D]. 梁梓承.華南理工大學(xué) 2016
本文編號(hào)：3478532
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