以植物为碳源制备荧光碳量子点的研究

以植物为碳源,采用水热法制备稳定性好的水溶性碳量子点。通过荧光分光光度计对制备的碳量子点溶液的荧光性质进行了表征,研究了碳源用量、反应时间、反应温度、缓冲溶液pH值和激发波长对碳量子点溶液的荧光性质的影响,优化实验条件。实验结果表明,当碳源用量为2.0 g,反应温度为180℃,反应时间为9 h,缓冲溶液pH值为7.0,激发波长为370 nm时,制备的碳量子点溶液的荧光强度最强。本研究能为碳量子点的制备和应用提供一定的参考。     

一步法制备乙酰化纳米纤维素及其性能表征

采用机械力化学方法,在4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化下一步法制备乙酰化纳米纤维素(A-NCC)。通过单因素研究方法,对影响A-NCC得率的DMAP用量、球磨时间、反应温度、超声时间、反应时间等因素进行探讨及分析。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、热分析仪(TGA)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线光子能谱分析(XPS)等对所制备A-NCC的形貌、热稳定性和谱学性能进行分析表征,采用滴定法测量表面羟基的取代度。结果表明:机械力化学法制备的A-NCC呈细长状,直径约为10～30nm,长度约为200～750nm,结晶度为76%,取代度(DS)在0.125～0.214之间;TGA分析表明,A-NCC热分解温度为311℃,低于竹浆。采用机械力化学法制备乙酰化纳米纤维素具有工艺简便、绿色环保的优点。     

应用ZnCl_2制备高得率纤维素纳米纤维的研究

采用ZnCl2水溶液处理漂白针叶浆的方法制备纤维素纳米纤维(NFs)。利用单因素实验分析了纳米纤维制备过程中预处理时间、纤维浓度、机械处理时间对纳米纤维得率的影响。确定了纳米纤维制备的最佳工艺条件为纤维浓度1.5%、ZnCl2溶解预处理时间为2.5 h、机械处理时间为25 min,得率达到75%。通过X-射线衍射(XRD)、傅里叶变化红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)分析,比较ZnCl2溶液处理对制备的纳米纤维结构和性能影响,ZnCl2溶液预处理方法制备纳米纤维的过程中,纤维晶型由纤维素Ⅰ型转化为纤维素Ⅱ型,同时官能团结构未发生明显变化,纳米纤维的平均直径约为10 nm。     

纤维素纳米晶体制备工艺优化的研究

以微晶纤维素(MCC)为原料经硫酸水解制备纤维素纳米晶体(CNC)。采用单因素法结合正交试验系统地研究了硫酸质量分数、反应温度和反应时间对纤维素纳米晶体得率以及平均粒径的影响,并通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米激光粒度仪对CNC的性能进行了表征,揭示了酸水解制备CNC的机理。结果表明：CNC制备的最佳工艺参数为硫酸质量分数64%、反应温度45 ℃、反应时间90 min,在此条件下CNC的得率为24.6%,粒径为204.8 nm。CNC水悬浮液呈一种稳定的淡蓝色胶体状态,其微观形貌比较规整,呈短棒状,直径约10~20 nm,长度在150~300 nm之间;XRD结果显示CNC的晶型为纤维素Ⅰ型,结晶度为80.2%。     

超支化聚乙烯亚胺改性荧光碳点材料的制备和表征

以超支化聚乙烯亚胺（PEI）和柠檬酸（CA）为原料,采用水热合成法制备了荧光碳点,通过PEI表面改性的方法,大大提高了碳点的荧光量子产率。考察了制备过程中的原料用量、反应时间、反应温度等条件对荧光碳点荧光强度的影响,优化了荧光碳点的制备过程,在最适宜实验条件下得到了荧光量子产率为43%荧光碳点。此外,还考察了溶液pH值、离子强度、紫外曝光等因素对碳点荧光稳定性的影响,采用紫外可见光谱法、荧光光谱法和透射电镜对荧光碳点进行了表征。     

金属离子助催化稀酸水解纤维素工艺的研究

以小麦秸秆为原料,采用正交试验考察了硫酸浓度、Fe2+浓度、反应温度和反应时间等因素对稀酸水解纤维素的还原糖得率的影响,得到了优化的纤维素水解反应工艺组合:反应温度180℃,Fe2+浓度0.0375mol/L,硫酸质量分数1%,反应时间90min。研究了Fe2+、Ni2+、Na+、Mg2+四种金属离子对稀酸水解纤维素制备还原糖的影响,结果表明,金属离子能明显提高稀酸水解纤维素的转化率和还原糖得率,其助催化作用的大小依次为:Fe2+Na+Ni2+Mg2+,Fe2+对稀酸水解小麦秸秆制备还原糖的催化效果最佳,还原糖得率最高可达73.05%,纤维素转化率达到85.79%。     

共沉淀法制备Al2O3:Eu红色荧光粉及其发光性能研究

用碳酸氢铵和氨水混合溶液作为复合沉淀剂制备了Al2O3：Eu红色荧光粉体。采用X射线衍射（XED）对粉体制备过程中的相变进行了研究。通过荧光分光光度计分析了Eu掺杂浓度和煅烧温度对Al2O3：Eu粉体发光性能的影响。研究结果表明：采用共沉淀法制备工艺，经过1050℃煅烧4h，可以得到发光强度高的荧光粉体。Eu^3＋离子的最佳掺杂浓度为1mol％，在波长为254nm紫外光激发下，最强的发射波长出现在614nm附近。     

芦苇浆纳米纤维素的微波辅助酸水解制备优化

采用响应面法优化微波辅助酸水解制备芦苇浆纳米纤维素工艺条件,结果表明纳米纤维素优化制备工艺条件为微波时间为10 min,反应温度为54.61℃,反应时间为3.02 h。优化条件下纳米纤维素得率平均为55.67%,与响应面法纳米纤维素得率预测值55.49%相接近。影响纳米纤维素得率的因素依次为微波时间、反应温度和反应时间。     

铬蓝黑R褪色光度法测定电镀液中Cr（Ⅵ）

在硫酸介质中,Cr（Ⅵ）能使铬蓝黑-R褪色,据此,建立了测定Cr（Ⅵ）的新方法。在500 nm波长下,用分光光度计进行实验研究,结果表明：反应温度为70℃,反应时间8 min,铬蓝黑-R褪色程度（△A）与Cr（Ⅵ）的质量浓度在一定范围内呈线性关系,线性范围为0～50μg/mL。适用于各种含铬溶液中Cr（Ⅵ）的测定。     

竹浆纳米纤维素制备工艺优化分析

响应面法优化超声波辅助酸水解制备竹浆纳米纤维素工艺条件,结果表明纳米纤维素优化制备工艺条件为超声时间22min,反应温度49．46℃,反应时间3．25h。优化条件下纳米纤维素得率平均为49．92％,与响应面法纳米纤维素得率预测值50．08％相接近。影响纳米纤维素得率的因素依次为反应时间、超声时间和反应温度。     

检测环境水体中银离子含量的新型碳基光学传感器

以木质素磺酸钙为原料,通过常温下分子自组装和超声波辅助法制备木质素基碳量子点(CQDs),探究木质素磺酸钙和NaBH_(4)对CQDs荧光性能的影响并优化CQDs合成条件。研究结果显示:优化后的CQDs合成条件为木质素磺酸钙质量浓度60 g/L,还原剂NaBH_(4)质量浓度50 g/L。利用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光谱(UV-vis)和荧光光谱(FL)对CQDs的结构形貌及光学特性进行分析,结果显示:CQDs粒径小((9.5±0.5)nm)且分布均匀、无团聚现象,光学性能优异且荧光量子产率达12.4%。此外,基于CQDs探究不同银离子浓度对其荧光强度的影响,结果表明:CQDs对Ag^(+)具有较好的荧光识别性和灵敏度,在0~250μmol/L范围内CQDs荧光淬灭强度比值与Ag^(+)浓度呈线性关系(R^(2)=0.998),检测限可达525 nmol/L。同时,CQDs荧光选择性优异且表现出较低的细胞毒性,有望在生物传感和环境检测领域展现出潜在应用价值。     

Sm掺杂ZnO QDs的制备及其荧光性能研究

通过研究不同碱/锌、钐/锌物质的量比制备了分散性良好的Sm掺杂氧化锌量子点（ZnO QDs）。通过紫外可见光谱（UV-vis）、X射线衍射（XRD）、场致发射透射电子显微镜（TEM）、能量色散X射线谱（EDS）、X射线光电子能谱（XPS）对样品做了表征。研究结果表明,n（Zn）∶n（OH^-）=1∶1、Sm掺杂量为4%（物质的量分数）时制备的ZnO QDs在383 nm紫外光激发下的荧光发射强度最强。并发现稀土钐离子的掺杂与ZnO QDs的氧空位（OV）形成有关。Sm掺杂后的ZnO QDs的氧空位浓度比未掺杂的高,且ZnO QDs氧空位的浓度越大,其荧光发射强度越强。     

碱木质素/聚乙烯亚胺碳点的制备及其对pH敏感性

以碱木质素（alkali lignin，AL）、聚乙烯亚胺（polyethylenimine，PEI）为碳源，其中PEI不仅作为碳源还作为表面钝化剂，在H₂O₂氧化下通过一步水热法绿色、高效制备高荧光、寿命长和多氨基化功能碳点（alkali lignin/polyethylenimine carbon dots，AL/PEI-CDs）。探究了碱木质素/PEI质量比、水热温度和水热时间等因素对碳点荧光强度的影响，确定了最佳的反应条件，同时考察了AL/PEI-CDs对pH的敏感性及稳定性。采用紫外分光光度计（ultraviolet spectrophotometer，UV-vis）、荧光分光光度计、原子力显微镜（atomic force microscope，AFM）、高分辨透射显微镜（high resolution transmission electon microscopy，HRTEM）、傅里叶红外光谱仪（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）和X射线衍射仪（X-ray diffractometer，XRD），对AL/PEI-CDs的光学性质、形貌结构、化学结构和晶体结构等进行了表征分析。结果表明，在碱木质素/PEI质量比为1∶12、水热温度190℃、水热时间12h的条件下，合成的AL/PEI-CDs荧光量子产率为25.53％，荧光寿命为5.06ns，表面含有丰富的氨基和羟基，且粒径均一、水溶性好，有良好的稳定性，在最佳激发波长为ex=313nm下对应的发射峰位为405nm，稀释液在紫外灯下发出明亮的蓝光。本研究制备的碳点在离子监测和细胞代谢过程监测质子传感器中可能具有良好的应用前景。     

Synthesis of cellulose triacetate-I from microfibrillated date seeds cellulose (<Emphasis Type="Italic">Phoenix dactylifera L.</Emphasis>)

Cellulose triacetate (CTA) has successfully been synthesized from microfibrillated date seeds cellulose. The cellulosic material under study constituted 84.9% amorphous phase with a degree of polymerization of 950. Acetylation was conducted at 50 °C under optimized heterogeneous conditions by acetic anhydride as acetyl donor, acetic acid as solvent and sulfuric acid as catalyst. In this process, cellulose was acetylated without dissolving the material throughout. The acetylated cellulose chains on the surface were dissolved gradually in acetic acid, which created new accessible zones. The yield of cellulose triacetate was studied varying acetic acid, acetic anhydride and catalyst concentrations, as well as reaction times. The ratio between the intensity of the acetyl C=O stretching band at around 1740 cm^?1 and the intensity of C–O stretching vibration of the cellulose backbone at 1020–1040 cm^?1 was used to optimize the reaction time. The optimal reaction conditions of 8% concentration of sulfuric acid, acetic anhydride/cellulose weight ratio of 3:1, acetic acid/cellulose weight ratio of 7:1, reaction time of 3 h and reaction temperature of 50 °C have given highest yield of cellulose triacetate, of about 79%. The obtained date seeds-based cellulose triacetate was characterized thoroughly by Fourier transform infrared (FTIR), X-ray diffraction (XRD), nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). The synthesized product was identified as cellulose triacetate-I (CTA-I) characterized by a melting temperature of 217 °C and a decomposition temperature of 372 °C. These results demonstrated that date seeds can be used as potential source of microfibrillated cellulose which can be easily functionalized.     

1,1-双(1H-苯并咪唑-2-基)-1-十三碳烯的合成及其性能

以邻苯二胺和丙二酸为原料,在3 mol/L盐酸催化下合成双(1H-苯并咪唑-2-基)甲烷中间体,然后与月桂醛通过Knoevenagel缩合反应合成了双苯并咪唑衍生物——1,1-双(1H-苯并咪唑-2-基)-1-十三碳烯。利用元素分析、FTIR和~1HNMR对合成产物的结构进行了表征,考察了常规碱催化剂对目标产物收率的影响,并通过UVVis和荧光光谱(FL)测定了目标化合物的光学性能。结果表明:六氢吡啶催化效果最好,产物收率可达76.33%。目标化合物在243、315和361 nm 3处有紫外吸收峰,可有效覆盖日光紫外线UVA和UVB波段;目标化合物溶液在λem=464.5 nm处有蓝紫色荧光,固体薄膜在λ_(em)=476.5 nm处有蓝紫色荧光,荧光量子产率为0.47。标题化合物荧光增白效果与常用荧光增白剂VBL相当。     

有机相微波合成AgInS2量子点及其白光发光二极管应用研究

AgInS₂量子点(AIS QDs)由于具有绿色环保、发射波长可调、荧光寿命长、斯托克斯位移大等优势,在光电和生物医药领域具有广阔的应用前景。采用微波辅助加热法在十八烯溶剂中制备了AIS QDs。通过X射线衍射、透射电子显微镜、光致发光光谱系统研究了反应时间对AIS QDs的物相、形貌及荧光性能的影响,采用傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱表征了量子点表面结合的情况。实验结果表明：当微波功率为800 W、反应时间为5~25 min时均可以制备出AIS QDs。随着反应时间的延长,AIS QDs的粒径由3 nm增加至4 nm,发光峰位在592.0~619.6 nm范围内调谐;同时AIS QDs的荧光强度逐渐提高,并在15 min达到峰值,量子产率(PLQY)达到16.16%。进一步采用ZnS作为包覆壳层有效钝化量子点表面缺陷、提高荧光性能,制备出的AIS@ZnS QDs的PLQY增加至31.21%。将AIS@ZnS QDs和商用荧光粉共同作为发光层制备成白光发光二极管(WLED)器件,在20 mA电流驱动下发光效率(LE)为74.90 lm/W,显色指数(CRI)和色温(CCT)分别为83.31和3823 K,表明制备的量子点在固态照明领域具有潜在的应用前景。     

Microwave photochemistry V: Low‐pressure batch and continuous‐flow microwave photoreactors with quartz mercury electrodeless discharge lamps. Photohydrolysis of mono‐chloroacetic acid

BACKGROUND: Low‐pressure batch and continuous‐flow microwave photoreactors were equipped with microwave powered quartz mercury electrodeless discharge lamps (Hg‐EDLs). Photohydrolysis of aqueous mono‐chloroacetic acid (MCAA) into hydroxyacetic acid and HCl was chosen as the model reaction to evaluate these photoreactors. The effects of operational parameters on the MCAA photolysis through a UV/MW process were investigated. RESULTS: Studies were carried out at relatively high MCAA concentration (0.1 mol L^?1). The photoreaction course was monitored by the pH change in the solution. The MCAA conversion was optimized as a result of a trade‐off between the thermal dependence of the photochemical quantum yield (which increases with increasing temperature) and the thermal dependence of the EDL light intensity of 254 nm line (which increases with decreasing temperature). The microwave photoreactors made it possible to study the temperature dependence of MCAA photohydrolysis. CONCLUSION: It was found that operational parameters (i.e. reaction temperature, quantum yield) had important effects on photoefficiency. Photohydrolysis of MCAA in the microwave photoreactors can be enhanced by the UV/MW system. The results of conversions (in 120 min) for the particular photoreactor set‐ups show that the best reaction conditions for MCAA photolysis were obtained in the low‐pressure batch microwave photoreactor (the conversion was 46% at 80 °C). Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

氮和硫双掺杂石墨烯量子点的合成及其性能研究

以来源丰富的大豆蛋白为前体,采用水热法和乙醇沉淀的分离方法合成了氮和硫双掺杂的石墨烯量子点（N,S-GQDs）。通过红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见光光谱（UV-vis）、高分辨率透射电镜（HRTEM）、原子力显微镜（AFM）和荧光光谱表征了N,S-GQDs的结构,及其对铁离子的检测性能。结果表明：大豆蛋白-柠檬酸-尿素水溶液在220℃水热温度下反应10 h,获得荧光量子效率为9.23%的N,S-GQDs,其水分散液具有明亮的蓝色荧光。N, S-GQDs具有0.34 nm的石墨烯晶格并展现出清晰的快速傅里叶变换图像,其厚度为2~5 nm。N, S-GQDs对Fe³⁺的检测限为0.95 μmol/L。本工作乙醇沉淀的简便方法将是一种快速获得N,S-GQDs固体的方法。     

氮掺杂石墨烯量子点/细菌纤维素复合膜的制备及应用

以一水合柠檬酸和尿素为前驱体,采用一步水热法制备出具有良好水溶性和荧光性能的氮掺杂石墨烯量子点(N-GQDs)。以细菌纤维素(BC)为基体,采用原位浸渍的方法制备出了N-GQDs/BC复合膜。通过紫外-可见光谱仪、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、荧光光谱仪、透射电子显微镜对N-GQDs的结构和性能进行了表征,开发出一种绿色简单的荧光生物传感器并用于多巴胺(DA)的敏感检测。结果表明:N-GQDs/BC复合膜的荧光强度能有效地被DA猝灭,且DA浓度在0~100μmol/L的范围内呈现出很好的线性关系,检测限为3.3×10~(-8)mol/L;通过分析淬灭机制证明了荧光猝灭是由于电子转移导致的。