本文關(guān)鍵詞：碳量子點(diǎn)表面態(tài)的設(shè)計(jì)及其對(duì)性能的影響

  更多相關(guān)文章： 碳量子點(diǎn) 表面態(tài) 光致發(fā)光 光催化

【摘要】：碳量子點(diǎn)以其獨(dú)特的光電性能、高的穩(wěn)定性和環(huán)境友好性而備受關(guān)注。與傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)不同的是:傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)性能與尺寸有較大的依賴性,而碳量子點(diǎn)的性能不僅受尺寸影響,還受表面成分、基團(tuán)決定。因此,本文通過(guò)化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)了碳量子點(diǎn)的表面成分與基團(tuán),研究了這些成分、基團(tuán)特別是氮、硫、氧等元素對(duì)碳量子點(diǎn)性能的影響及其依賴關(guān)系。具體研究創(chuàng)新工作如下:第一,以對(duì)氨基苯磺酸為原料,通過(guò)水熱法一步合成了硫、氮共摻雜的碳量子點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:制備的碳量子點(diǎn)尺寸分布均勻,氮、硫分別以氨基和磺酸基團(tuán)的形式存在于碳量子點(diǎn)的表面。與已有的報(bào)道不同,碳量子點(diǎn)展現(xiàn)出了非激發(fā)波長(zhǎng)依賴的藍(lán)光發(fā)射行為,三價(jià)鐵離子可有效猝滅其熒光,鐵離子濃度在0-10~-3 mol·L~-1范圍內(nèi)與碳量子點(diǎn)的熒光猝滅程度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系,檢出限約為10-~7 mol·L-~1。制備的碳量子點(diǎn)對(duì)三價(jià)鐵離子具有高選擇性、高靈敏性以及較好的抗干擾能力,能作為三價(jià)鐵離子檢測(cè)的傳感器。第二,通過(guò)水熱法將對(duì)氨基苯磺酸與對(duì)氨基苯硫酚分別與檸檬酸碳量子點(diǎn)反應(yīng),從而將磺酸基與巰基接枝到檸檬酸碳量子點(diǎn)表面。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:通過(guò)改變碳量子點(diǎn)表面的表面態(tài),可以調(diào)控其光致發(fā)光性質(zhì)�；撬峄揎椀臋幟仕崽剂孔狱c(diǎn)可以將檸檬酸碳量子點(diǎn)發(fā)光峰從453 nm調(diào)控到491 nm,巰基修飾的檸檬酸碳量子點(diǎn)可以將檸檬酸碳量子點(diǎn)發(fā)光峰從453 nm調(diào)控到530 nm,從而實(shí)現(xiàn)了碳量子點(diǎn)的熒光發(fā)射的可調(diào)。第三,通過(guò)水熱法制備了表面具有含氧基團(tuán)的碳量子點(diǎn)。利用化學(xué)方法對(duì)碳量子點(diǎn)表面的羰基、羥基和羧酸基團(tuán)進(jìn)行了選擇性鈍化,對(duì)比了碳量子點(diǎn)表面不同含氧基團(tuán)的光催化活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明碳量子點(diǎn)表面的羰基對(duì)碳量子點(diǎn)的光催化性能起著決定性的作用。因此,可以通過(guò)提高碳量子點(diǎn)表面的羰基數(shù)量來(lái)提升碳量子點(diǎn)的光催化活性。
【關(guān)鍵詞】：碳量子點(diǎn) 表面態(tài) 光致發(fā)光 光催化
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O613.71
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 前言10-11
• 1.2 碳量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)11-12
• 1.3 碳量子點(diǎn)的表面修飾12-16
• 1.3.1 氮元素?fù)诫s碳量子點(diǎn)12-15
• 1.3.2 其他元素?fù)诫s碳量子點(diǎn)15-16
• 1.4 碳量子點(diǎn)的應(yīng)用16-21
• 1.4.1 化學(xué)傳感器16-17
• 1.4.2 生物傳感器17-18
• 1.4.3 生物成像18-19
• 1.4.4 納米醫(yī)學(xué)19-20
• 1.4.5 光催化20-21
• 1.5 研究目的與意義21
• 1.6 研究?jī)?nèi)容21-23
• 第二章 一步合成硫、氮共摻雜的碳量子點(diǎn)及其在Fe~(3+)檢測(cè)中的應(yīng)用23-31
• 2.1 引言23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分23-24
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器23-24
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法24
• 2.3 表征手段24-25
• 2.3.1 微觀結(jié)構(gòu)分析24-25
• 2.3.2 光致發(fā)光分析25
• 2.3.3 表面官能團(tuán)分析25
• 2.4 結(jié)果和討論25-30
• 2.4.1 氮、硫共摻雜碳量子點(diǎn)的表征與性質(zhì)研究25-28
• 2.4.2 碳量子點(diǎn)對(duì)Fe~(3+)的檢測(cè)28-29
• 2.4.3 Fe~(3+)對(duì)碳量子點(diǎn)的熒光猝滅機(jī)理29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 不同表面態(tài)的碳量子點(diǎn)及其發(fā)光性質(zhì)31-45
• 3.1 引言31
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分31-33
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器31-32
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法32-33
• 3.3 結(jié)果與討論33-39
• 3.3.1 磺酸基、巰基修飾的碳量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)表征33-37
• 3.3.2 磺酸基、巰基修飾的碳量子點(diǎn)的發(fā)光性質(zhì)37-39
• 3.4 影響碳量子點(diǎn)發(fā)光性質(zhì)的因素39-43
• 3.4.1 配比39-40
• 3.4.2 溫度40-42
• 3.4.3 官能團(tuán)42-43
• 3.5 機(jī)理分析43
• 3.6 本章小結(jié)43-45
• 第四章 通過(guò)化學(xué)方法確認(rèn)碳量子點(diǎn)在光催化中的活性區(qū)域45-51
• 4.1 引言45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分45-47
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器45-46
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)方法46-47
• 4.3 結(jié)果與討論47-50
• 4.3.1 碳量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)表征47-49
• 4.3.2 含氧基團(tuán)對(duì)光催化活性的影響49-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果64-65
• 致謝65-66

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

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7 徐萬(wàn)幫;汪勇先;許榮輝;尹端l，

本文編號(hào)：669813