發(fā)布時間：2017-07-25 21:11

  本文關鍵詞：高熒光碳量子點制備及其應用性研究

  更多相關文章： 熒光碳量子點 氨基功能化 熒光性能 光催化 金屬離子檢測

【摘要】：相比于傳統的半導體量子點和熒光染料,熒光碳量子點具有熒光穩(wěn)定性好,生物相容性強,毒性低粒徑小,耐光漂白,發(fā)射波長可調控以及上轉換熒光性質等特點。碳量子點作為一種新型的碳納米材料,因其獨特的光電特性和潛在的應用價值被廣泛地應用到許多領域,如催化,檢測,生物成像以及光電器件等。本文采用微波以及水熱法合成了熒光碳點,進行氨基功能化處理,并將其用于光催化劑設計和金屬離子檢測。本文制備的熒光碳點均為無定型結構,沒有完整、連續(xù)的晶體結構。水熱法制備的碳點無論是粒徑大小、量子產率還是熒光性能都優(yōu)于微波法,而且碳點粒徑大小均勻,分散性良好,粒徑尺寸在2-3 nm之間,接近于零維尺寸狀態(tài);碳點在紫外光區(qū)具有很強的吸收能力,吸收帶可延長至可見光區(qū)。CQDs表面含有大量的羥基和羧基等親水基團,具有良好的水溶性和生物相容性。碳點發(fā)射波長、發(fā)射峰強度以及發(fā)光顏色皆具有激發(fā)波長依賴性。無論CQDs還是N-CQDs都具有上轉換熒光性質,在長波長光(700-900 nm)的激發(fā)下,碳量子點會發(fā)出比激發(fā)波長更短的熒光(350-500 nm)。氨基化過程中,碳點表面部分基團與氮源反應后生成了酰胺和醇類,如:-OH,NH-R和-CONH,減少非輻射復合,N-CQDs熒光性能明顯優(yōu)于CQDs;氧化性較強的離子俘獲電子能力強,干擾了電子和空穴復合,通過有效的電子轉移促進非輻射的電子空穴復合湮滅;氧化性較弱離子俘獲電子能力較弱,與碳點表面的一些缺陷、官能團相互作用,在碳點表面形成多種缺陷,使得熒光強度得到加強。Fe~(3+)能與CQDs表面的極性氨基和含氧基團發(fā)生螯合作用,碳點可用來高靈敏度、高選擇性檢測水溶液中的Fe~(3+)。碳點可以充當電子存儲體,使電子可以輕易的在碳點和Ti O_2表面之間轉移,而且碳點有明顯的上轉換發(fā)光性能,可進一步激發(fā)Ti O_2產生電子空穴對,CQDs以及N-CQDs都能明顯提高Ti O_2光催化性能。
【關鍵詞】：熒光碳量子點 氨基功能化 熒光性能 光催化 金屬離子檢測
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O613.71;TB383.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題背景11-12
• 1.2 熒光碳量子點的研究進展12-16
• 1.2.1 碳量子點的制備方法12-13
• 1.2.2 碳量子點的性質13-14
• 1.2.3 碳量子點的應用14-16
• 1.3 論文的主要研究內容16-17
• 第2章 實驗部分17-23
• 2.1 實驗材料與試劑17
• 2.2 實驗儀器與設備17-18
• 2.3 熒光碳量子點制備18-20
• 2.3.1 水熱法制備碳量子點18-19
• 2.3.2 微波法制備碳量子點19
• 2.3.3 氨基化碳量子點制備19-20
• 2.4 熒光碳量子點應用性研究20-21
• 2.4.1 熒光碳點在分析和檢測金屬離子的應用性研究20
• 2.4.2 CQDs/TiO_2復合材料制備及其光催化性能研究20-21
• 2.5 表征及測試方法21-23
• 2.5.1 透射電子顯微鏡21
• 2.5.2 X-射線衍射21
• 2.5.3 熒光光譜分析21
• 2.5.4 傅里葉變換紅外光譜21
• 2.5.5 紫外-可見光吸收光譜21
• 2.5.6 光催化活性測試21-22
• 2.5.7 Energy Dispersive Spectrometer能譜分析22
• 2.5.8 相對熒光量子產率測試22-23
• 第3章 熒光碳量子點制備及性能分析23-35
• 3.1 兩種方法制備碳量子點比較23-26
• 3.1.1 碳量子點微觀結構23-24
• 3.1.2 碳量子點熒光性能24-26
• 3.2 水熱法最佳制備工藝探究26-28
• 3.2.1 水熱法最佳碳源的確定26-27
• 3.2.2 水熱法最佳溫度的確定27-28
• 3.2.3 水熱最佳時間的確定28
• 3.3 水熱法制備碳量子點表征分析28-31
• 3.3.1 碳量子點XRD分析28-29
• 3.3.2 碳量子點紅外光譜與表面基團分析29-30
• 3.3.3 紫外-可見光吸收光譜分析30-31
• 3.4 水熱法制備碳量子點熒光性能分析31-34
• 3.4.1 紫外光到可見光波段的光致發(fā)光性能31-33
• 3.4.2 可見光到近紅外波段的光致發(fā)光性能33-34
• 3.5 本章小結34-35
• 第4章 熒光碳量子點氨基功能化35-49
• 4.1 氨基化碳量子點性能表征分析35-38
• 4.1.1 TEM分析35-36
• 4.1.2 EDS能譜分析36-37
• 4.1.3 紅外光譜分析37-38
• 4.1.4 氨基化碳量子點紫外-可見光吸收光譜分析38
• 4.2 氨基化條件對碳量子點熒光性能的影響38-41
• 4.2.1 最佳氨基化溫度確定39-40
• 4.2.2 最佳氨基化時間確定40-41
• 4.3 氨基化碳量子點熒光性能分析41-44
• 4.3.1 紫外光到可見光波段的光致發(fā)光性能41-43
• 4.3.2 可見光到近紅外波段的光致發(fā)光性能43-44
• 4.3.3 碳量子點激發(fā)波長依賴性及上轉換機理探究44
• 4.4 氨基化碳量子點的穩(wěn)定性與熒光性能影響因素探討44-48
• 4.4.1 碳量子點熒光穩(wěn)定性分析44-45
• 4.4.2 溶液pH值對熒碳量子點熒光性能影響45-46
• 4.4.3 碳量子點溶液濃度對其熒光強度的影響46-47
• 4.4.4 碳量子點制備中原料對熒光性能的影響47-48
• 4.5 本章小結48-49
• 第5章 碳量子點應用性研究49-60
• 5.1 碳量子點在檢測金屬離子方面的應用49-55
• 5.1.1 多種金屬離子對CQDs熒光性能的影響49-50
• 5.1.2 金屬離子反應時間對CQDs熒光性能的影響50-52
• 5.1.3 Fe~(3+)不同濃度對CQDs熒光性能的影響52-53
• 5.1.4 PO_4~(3-)對恢復CQDs-Fe~(3+)體系的熒光作用探究53-55
• 5.2 CQDs/TiO_2復合材料光催化性能研究55-59
• 5.2.1 CQDs/TiO_2復合材料晶相結構分析55-56
• 5.2.2 CQDs/TiO_2復合材料化學組成及官能團分析56-57
• 5.2.3 CQDs/TiO_2復合材料光催化性能分析57-59
• 5.3 本章總結59-60
• 結論60-61
• 參考文獻61-66
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文66-67
• 致謝67

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 季雷華;高素蓮;張斌;;量子點的合成、毒理學及其應用[J];環(huán)境化學;2008年05期

2 王富;劉春艷;;發(fā)光碳量子點的合成及應用[J];影像科學與光化學;2011年04期

3 伊魁宇;王猛;邵明云;;量子點作為離子探針的分析應用[J];廣州化工;2012年11期

4 羅慧;李曦;方婷婷;劉鵬;;量子點的毒性研究進展[J];材料導報;2013年19期

5 田瑞雪;武玲玲;趙清;胡勝亮;楊金龍;;碳量子點的氨基化及其對發(fā)光性能的影響[J];化工新型材料;2014年01期

6 ;“量子點”晶體將推動部分物理工藝的進步[J];光機電信息;2002年10期

7 徐萬幫;汪勇先;許榮輝;尹端l，

本文編號：573274