碳點(diǎn)作為一種新型的熒光碳納米材料,優(yōu)良的光學(xué)特性、低生物毒性、發(fā)射波長(zhǎng)的可調(diào)性和簡(jiǎn)單的制備方法使其在許多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用,包括傳感分析、生物成像、信息加密和光電催化等領(lǐng)域。其中,在傳感分析領(lǐng)域,熒光碳點(diǎn)因其表面富含多種活性基團(tuán),能與分析物發(fā)生相互作用,使碳點(diǎn)的熒光性能發(fā)生相應(yīng)的變化,從而達(dá)到分析檢測(cè)的目的。碳點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)和使用極大的促進(jìn)了現(xiàn)代分析的發(fā)展,目前已有許多基于碳點(diǎn)的各類(lèi)分析方法被開(kāi)發(fā)出來(lái)并應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。本論文的緒論部分主要對(duì)碳點(diǎn)做了基本概述,并對(duì)其常見(jiàn)的合成方法及應(yīng)用領(lǐng)域作了詳細(xì)描述。本研究意在在已有碳點(diǎn)的基礎(chǔ)上根據(jù)其熒光特性開(kāi)發(fā)新的分析方法,以實(shí)現(xiàn)高靈敏和特異性檢測(cè)分析物的目的。截至目前,主要實(shí)現(xiàn)了類(lèi)似物的鑒別分析和單分析物的特異性分析兩方面內(nèi)容。一方面通過(guò)對(duì)碳點(diǎn)的學(xué)習(xí)和篩選合成了發(fā)藍(lán)色熒光和綠色熒光的碳點(diǎn),以此構(gòu)建了一種熒光傳感陣列,實(shí)現(xiàn)了對(duì)多種結(jié)構(gòu)和藥效相似的藥物的辨別和測(cè)定;另一方面利用碳點(diǎn)和氧化鉬納米片復(fù)合材料,構(gòu)建了基于比率熒光的AND-NAND邏輯對(duì),實(shí)現(xiàn)了對(duì)抗壞血酸的特異性檢測(cè),其實(shí)驗(yàn)探究的主要內(nèi)容如下:1.基于無(wú)標(biāo)簽碳點(diǎn)的四通道熒光傳感器陣列檢測(cè)四種四環(huán)... 

【文章來(lái)源】：西南大學(xué)重慶市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

CDs的分類(lèi)[14]

第1章緒論3（檸檬酸、苯胺類(lèi)、氨基酸、葡萄糖）和天然物：日常用品（蠶絲）、生活廢棄物（煤油灰）及動(dòng)植物器官（桂葉、菊花、桔汁）等。自上而下法有利于大規(guī)模生產(chǎn)且制備出來(lái)的碳點(diǎn)副產(chǎn)物較少，但也存在產(chǎn)率低，量子產(chǎn)率不理想，需要通過(guò)表面修飾或鈍化來(lái)改善熒光性能等缺點(diǎn)。自下而上法碳源來(lái)源廣泛，量子產(chǎn)率高，表面基團(tuán)多但也存在較多的副產(chǎn)物，尺寸和形態(tài)難以控制等缺點(diǎn)�，F(xiàn)對(duì)幾種常見(jiàn)的碳點(diǎn)制備方法做以下簡(jiǎn)單介紹：圖1-2合成CDs的主要方法是：從不同碳源“自上而下”切割，從有機(jī)分子或聚合物“自下而上”合成[14]Fig1-2ThemainapproachestopreparateCDs:“Top-down”cuttingfromdifferentcarbonsourcesand“bottom-up”synthesisfromorganicmoleculesorpolymers[14]1.3.1電弧放電法電弧放電是一種利用密封反應(yīng)器中產(chǎn)生的氣體等離子體驅(qū)動(dòng)陽(yáng)極電極從大塊碳前體中分解出碳原子的方法，在電流作用下，反應(yīng)器內(nèi)的溫度可高達(dá)4000K，以產(chǎn)生高能等離子體[22]。在陰極中，碳蒸氣聚集形成CDs。電弧放電法制備CDs的研究始于2004年。Xu等人[12]在用電弧放電法制備單片碳納米管時(shí)，意外獲得了三種相對(duì)分子質(zhì)量和熒光性質(zhì)不同的納米碳納米管。通過(guò)電弧放電法所制備的CDs可以發(fā)出藍(lán)綠色、黃色和橙色365nm處的熒光。實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明CDs的表面由親水羧基連接。用此方法得到的CDs具有良好的水溶性。然而，由于放電過(guò)程形成了不同尺寸的碳顆粒，因此它們通常具有較大的粒徑分布。大顆粒降低了CDs的比表面積，可能會(huì)限制CDs在電催化過(guò)程中的活性反應(yīng)位點(diǎn)。該方法合成出來(lái)的碳點(diǎn)其量子產(chǎn)率較低，需要進(jìn)一步鈍化，且純化方法有待提高。

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文41.3.2激光消融法激光消融法制備碳點(diǎn)是利用能量高的激光作用在前驅(qū)體材料表面，產(chǎn)生高溫、高壓，快速加熱和蒸發(fā)成等離子體狀態(tài)，然后蒸汽結(jié)晶形成納米顆粒，將體積較大的靶向材料處理成小顆粒得到CDs[13,23]。實(shí)驗(yàn)裝置原理示意圖如圖1-3（左）。Li等人[24]報(bào)道了一種通過(guò)激光照射分散在不同有機(jī)溶劑中的碳前驅(qū)體來(lái)合成CDs的簡(jiǎn)便方法。所得的CDs表現(xiàn)出明顯的、可調(diào)的光致發(fā)光特性。此外，Hu等人[25]證明了在激光輻射過(guò)程中，通過(guò)選擇合適的有機(jī)溶劑可以改變CDs的表面狀態(tài)，從而調(diào)節(jié)合成的CDs的熒光性質(zhì)。激光消融是制備CDs的有效方法，具有粒徑分布窄、水溶性好、熒光特性好等優(yōu)點(diǎn)。但是，激光消融法所用的儀器十分昂貴，同時(shí)還需要加入其他有機(jī)溶劑來(lái)改變CDs的表面態(tài)，這樣才能使制得的碳點(diǎn)具有較好的熒光性能。如圖1-3（右），在Sun等人[13]的研究中已被證實(shí)。圖1-3A[24]：實(shí)驗(yàn)裝置示意圖；B[13]：將簡(jiǎn)單有機(jī)物附著在經(jīng)酸處理的碳顆粒上，使其表面鈍化，在400nm激發(fā)，經(jīng)PEG1500N鈍化處理的CDs（a）通過(guò)不同波長(zhǎng)的過(guò)濾光片拍照；(b)在指定波長(zhǎng)激發(fā)，直接拍照Fig1-3A[24]:ematicillustrationofexperimentalsetup；B[13]:uponthesurfacepassivationbyattachingsimpleorganicspeciestotheacid-treatedcarbonparticles,aqueoussolutionofthePEG1500N-attachedcarbondotsexcitedat400nmandphotographed(a)throughband-passfiltersofdifferentwavelengthsasindicated,and(b)excitedattheindicatedwavelengthsandphotographeddirectly1.3.3水熱法水熱合成法，也叫一鍋溶劑熱法，是制備CDs最常用的方法，可通過(guò)調(diào)整反應(yīng)溶劑、反應(yīng)時(shí)間、前驅(qū)物的比例、前驅(qū)物的種類(lèi)來(lái)控制CDs的表面基團(tuán)、粒徑AB

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用富勒烯炭灰制備黃光發(fā)射碳量子點(diǎn)(英文)[J]. 張慶紅,孫曉峰,阮紅,尹克樣,李洪光.  Science China Materials. 2017(02)



本文編號(hào)：3624141