發(fā)布時間：2021-11-07 06:18

　　碳量子點（CQDs）作為一種新型的“零維”碳納米材料,由于獨(dú)特的光學(xué)特性,引起了研究者的廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體量子點和有機(jī)熒光團(tuán)相比,碳量子點具有較低的制備成本、高的熒光穩(wěn)定性、杰出的生物相容性和低細(xì)胞毒性等優(yōu)點,表現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。本論文詳細(xì)綜述了碳量子點的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備方法以及應(yīng)用,制備了新型的碳量子點并對其進(jìn)行性能表征,以其為基礎(chǔ),構(gòu)筑了檢測桑色素和鋅離子的熒光探針,并將該探針用于藥物中桑色素檢測,以及藥物、人體尿液和環(huán)境水樣中鋅離子檢測。主要包括以下內(nèi)容:第一章:概述碳量子點的結(jié)構(gòu)和特性,在此基礎(chǔ)上,對碳量子點的制備方法和應(yīng)用做了詳細(xì)綜述。第二章:以鄰氯苯甲酸為碳源和氯源,對苯二胺為氮摻雜劑,利用一步水熱法快速地制備黃色熒光(λ_em=551 nm)氯氮雙摻雜碳量子點（ClNCQDs）。利用透射電子顯微鏡（TEM）、元素分析、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、高分辨率透射電子顯微鏡（HR-TEM）、X射線光電子能譜（XPS）、紫外可見吸收光譜和熒光光譜對ClNCQDs進(jìn)行詳細(xì)表征。研究表明:ClNCQDs呈球形,平均粒徑為2.77?0.5 nm,具有窄的... 

【文章來源】：山西大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

碳量子點的化學(xué)結(jié)構(gòu)[25]

碳量子點熒光探針的制備及分析應(yīng)用研究2圖1.2A）表面氧化處理和B）表面鈍化試劑功能化的碳量子點示意圖[1]Figure1.2DepictionofCQDsA)surfaceoxidativetreatmentandB)functionalizationwithsurface-passivationreagents[1].1.2.2碳量子點的光學(xué)特性在過去的十多年里，碳量子點得到快速的發(fā)展和應(yīng)用，但是它的發(fā)光機(jī)理尚未完全明確，仍然沒有一個共同認(rèn)可的解釋。目前，關(guān)于碳量子點的發(fā)光機(jī)理主要有兩種可能：量子限制效應(yīng)[26-30]和表面態(tài)[31-34]。量子效應(yīng)，即碳量子點發(fā)光性能上的差異是由碳量子點的尺寸造成的。Li等[30]采用一步堿輔助電化學(xué)法制備尺寸為1.2-3.8nm的CQDs，不同尺寸CQDs的光致發(fā)光（PL）性能明顯不同，如粒徑≤1.2nm的碳量子點是紫外發(fā)射，粒徑在1.5-3.0nm之間的碳量子點是可見光發(fā)射，粒徑≥3.0nm的碳量子點是近紅外光發(fā)射，如圖1.3所示。隨后，Jiang等[26]制備了一種光致發(fā)光（PL）的碳量子點，該碳量子點在單一的紫外光激發(fā)下發(fā)出明亮且穩(wěn)定的紅色、綠色和藍(lán)色熒光，這些PL發(fā)射的改變是由于它們的粒徑差異造成的。

第一章緒論3圖1.3a）CQDs在可見光（左）和紫外光(右)照射下的光學(xué)圖像；b）CQDs的熒光光譜；c）CQDs大小與熒光性能的關(guān)系[30]。Figure1.3a)CQDsopticalimagesilluminatedundervisible(left)andUVlight(right);b)PLspectraofCQDs;c)RelationshipbetweentheCQDssizeandthePLproperties[30].表面態(tài)，即碳量子點的發(fā)光現(xiàn)象與表面官能團(tuán)有關(guān)，表面官能團(tuán)可產(chǎn)生多種能量勢阱，sp2和sp3雜化區(qū)域都會導(dǎo)致表面能量陷阱。碳量子點的這種表面態(tài)缺陷衍生的熒光歸因于電子-空穴對在sp2狀態(tài)下局部的π電子結(jié)構(gòu)。摻雜碳量子點的發(fā)光機(jī)理主要?dú)w因于表面態(tài)發(fā)光，因此，摻雜可顯著提高碳量子點的熒光量子產(chǎn)率。Cao等[31]通過將石墨烯切成小塊在其表面產(chǎn)生能量帶隙而衍生光致發(fā)光，如圖1.4。圖1.4上部：多層石墨烯片（左邊）和石墨烯片中分離的sp2雜化區(qū)域和溶液中帶隙熒光的照片（右邊）；下部：具有表面缺陷的碳納米粒子（左邊）和碳點的顏色變化（右邊）[31]Figure1.4Upper:Isolatedsp2islandsinagraphenesheetandaphotoshowingbandgapfluorescenceinsolution(right,),andamultiple-layergraphenepiece(left).Lower:acarbonnanoparticlewithsurfacedefects(left),andemissioncolorvariationsincarbondots(right)[31].

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]碳量子點熒光探針的制備及分析應(yīng)用研究[D]. 劉洋.山西大學(xué) 2018
[2]熒光碳納米粒子的制備及應(yīng)用研究[D]. 弓曉娟.山西大學(xué) 2016

碩士論文
[1]摻雜碳量子點的合成及其性質(zhì)研究[D]. 劉騰.南京大學(xué) 2017



本文編號：3481330