碳量子點(diǎn)(Carbon Quantum Dots,CQDs)簡稱碳點(diǎn),是一種分散均勻,形狀似球形,粒徑在10nm以下,能穩(wěn)定發(fā)光的新型熒光碳納米材料。因其具有制備簡單、優(yōu)異的熒光性能、表面官能團(tuán)豐富、低毒性、耐光漂白、良好的水溶性和生物相容性等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于環(huán)境檢測、細(xì)胞標(biāo)記、藥物分析、生物成像、重金屬離子的檢測等領(lǐng)域。近年來,科研工作者在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上不斷探索創(chuàng)新,在碳點(diǎn)的合成原材料、光學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用前景方面取得了很大的進(jìn)展。研究者們發(fā)現(xiàn)將碳點(diǎn)和氮元素?fù)诫s后,對其進(jìn)行組成的修飾,合成的氮摻雜碳點(diǎn)(N-CQDs)的光學(xué)性質(zhì)更加穩(wěn)定、量子產(chǎn)率更高,進(jìn)一步拓展了其應(yīng)用。基于上述內(nèi)容,本工作主要通過對碳源的篩選,最終選用結(jié)構(gòu)明確的六元瓜環(huán)和間苯二胺、八元瓜環(huán)和乙二胺為原料,采用水熱法一步合成性質(zhì)、尺寸、形貌可控的新型高熒光量子產(chǎn)率、多熒光發(fā)射波長、具有高度靶向功能和細(xì)胞成像功能的氮摻雜水溶性熒光碳點(diǎn)。并運(yùn)用多種表征手段研究了碳點(diǎn)的形貌結(jié)構(gòu),物理和化學(xué)穩(wěn)定性。并以碳點(diǎn)作為熒光探針,構(gòu)建檢測重金屬離子和環(huán)境污染物的熒光化學(xué)傳感器,并利用碳點(diǎn)生物相容性、低細(xì)胞毒性以及優(yōu)異的熒光特性實(shí)現(xiàn)了生物成像和...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.2激光刻蝕法一步制備CQDs

激光刻蝕法主要是利用脈沖激光照射液體中的固體靶進(jìn)一步合成納米材料的物理方法[21-23]。2006年,Sun等[24]以粘合劑和壓石墨粉的混合物為原料,通過激光刻蝕法制備了無熒光的碳納米顆粒。經(jīng)硝酸鈍化和氧化處理后,得到了具有較強(qiáng)熒光性質(zhì)的納米碳顆粒,稱為碳量子點(diǎn)或碳點(diǎn)。該制備過....

圖1.3石墨電化學(xué)法制備CQDs示意圖

Zhao等[27]通過電化學(xué)氧化石墨棒電極在水溶液中合成得到不同顏色熒光以及分子量也不同的CQDs。呈現(xiàn)藍(lán)色熒光的CQDs分子量小于5kDa,呈現(xiàn)黃色熒光的CQDs分子量在5~10kDa范圍間。此方法克服了CQDs難以在水溶液中進(jìn)行制備的難點(diǎn),但也有熒光量子產(chǎn)率很低的缺點(diǎn),產(chǎn)率僅....

圖1.4微波合成CQDs的示意圖

微波是一種頻率范圍在300-300000MHz的電磁波,利用微波加熱法來制備CQDs近年來引起了廣大研究者的關(guān)注,具有儀器簡單、操作簡單、反應(yīng)速率快、能耗低及產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn),Zhu等[28]率先報(bào)道以糖類(葡萄糖或蔗糖等)作為碳源和聚乙二醇200(Polyethyleneglyc....

圖1.5電弧放電制備單壁碳納米管粗產(chǎn)物分離得到的不同組分

Xu等[30]利用電弧放電法制備單壁碳納米管(SWCNT)的過程中發(fā)現(xiàn)了在紫外燈照射下能發(fā)出熒光的物質(zhì)。通過電泳實(shí)驗(yàn),首次獲得能發(fā)出藍(lán)綠色熒光、黃色熒光以及還有橙色熒光的CQDs(圖1.5)。發(fā)射黃光的CQDS的粒徑大小為0.96nm,熒光量子產(chǎn)率為1.6%,分析其元素成分后知道....

本文編號：3918985