一步合成水溶性碳量子点及其荧光性能研究

以麦芽糖为碳源,运用一步微波法制备了具有激发依赖的水溶性荧光碳量子点(CQDs)。考察了麦芽糖的浓度、反应时间、反应微波功率以及钝化剂的浓度对CQDs荧光性能的影响。借助高分辨透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分析来表征CQDs的表面结构及光谱特性。并探究了p H、氧化还原剂、表面活性剂、金属离子对其荧光强度的影响。实验结果表明:CQDs在水溶液中粒径均一,分散性良好,具备优良的荧光特性和光稳定特性。在弱酸弱碱性环境下具有良好的荧光性能,表面活性剂对其荧光性能影响不大,而一些氧化还原剂、金属离子对其荧光有不同程度的增敏和猝灭作用。     

油溶性及水溶性碳量子点敏化太阳能电池性能

以纯柠檬酸为碳源,分别使用十六胺(HAD)和4,7,10-三氧-1,13-十三烷二胺作为碳量子点表面钝化剂,采用一步合成法合成油溶性及水溶性2种碳量子点,以此为染料制备出染料敏化太阳能电池,研究了其光电性能和电化学阻抗谱.该电池采用光阳极-电解质-光阴极(对电极)结构.光阳极采用TiO2纳米颗粒多孔薄膜结构,电解质为常用I-/I3-电解质体系,光阴极为Pt薄膜电极.测试结果表明:在AM 1.5G标准太阳光照下,油溶性碳量子点敏化太阳能电池的短路光电流为0.515 mA/cm2,开路光电压为0.461 V,填充因子为63.17%,转化效率为0.15%;水溶性碳量子点敏化太阳能电池的短路光电流为0.598 mA/cm2,开路光电压为0.549 V,填充因子为65.59%,转化效率为0.22%.数值均优于已报道的文献.     

PVA-碳量子点复合荧光水凝胶的制备及性能研究

荧光水凝胶因其优异的光学性能、生物相容性等优点受到广泛关注。本研究通过冻融法，将硅烷碳点(Si-CDs)与聚乙烯醇(PVA)复合，制备了一种具有pH响应性和抗菌活性的聚乙烯醇-碳量子点复合荧光水凝胶(PVA-CDs),表征了PVA-CDs水凝胶的微观结构，并研究了其机械性能、流变性能、吸水性、细胞相容性以及抗菌活性。实验结果表明，碳量子点的引入，显著改善了水凝胶的力学性能，降低了水凝胶的溶胀比。在不同的酸碱环境中，掺杂了荧光碳点的PVA-CDs复合水凝胶显示出不同颜色的荧光，证明PVA-CDs复合水凝胶具有优异的pH响应性。经PVA-CDs复合水凝胶处理的细菌培养板上形成了清晰可见的抑菌圈，表明其有良好的抗菌活性。此外，所制备的荧光水凝胶材料同时具备pH响应性、抗菌活性和细胞相容性，为开发生物医用材料提供了新的思路和重要理论依据。     

基于生物质甘蔗渣的荧光碳量子点制备

本实验以富含纤维素的废弃生物质甘蔗渣为原料,采用水热法合成了具有荧光性能的碳量子点.对碳量子点进行了表征,其粒径大小约为5~10 nm;在紫外灯照射下发蓝色荧光,对其荧光性能进行了研究,发现其具有多元激发、多元发射的性质.对其细胞毒性进行了研究,结果表明是一种生物相容性良好的标记材料.     

氧化锌量子点的制备、功能化及荧光性能

通过改进传统的溶胶-凝胶法,以乙酸锌为前驱物并优化反应温度,经水解缩聚胶化、加热反应和化学沉淀而得到氧化锌量子点(ZnO QDs).为改善量子点的光稳定性,以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTMS)作为修饰剂对量子点进行氨基功能化.采用TEM、UV、PL、XRD、FTIR等技术对量子点进行表征,重点考察了pH对量子点荧光强度的影响.实验结果表明,氨基功能化氧化锌量子点(ZnO-NH₂QDs)的荧光强度随pH降低而减小,在pH为7.0的水溶液中荧光强度最强.     

硫化镉量子点的可控制备及荧光性能研究

采用溶剂热法,以Cd(NO3)2·4H2O和升华硫为镉、硫来源,油胺为反应溶剂和表面活性剂,制备了硫化镉量子点(CdS QDs),并研究了反应温度、反应时间对硫化镉量子点尺寸的影响.通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对所制备产物的结构和形貌进行了表征.结果表明,所制备的硫化镉量子点结晶度较高,单分散性好,尺寸均一.通过紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)表征了硫化镉量子点随反应温度和时间的变化,结果发现,随反应温度的升高和反应时间的延长,其吸收峰出现了明显的红移,即通过控制反应温度和时间可以控制硫化镉量子点的尺寸和发光颜色.     

水溶性MPA-CdSe量子点的可控合成与荧光性能研究

用巯基丙酸(MPA)作为稳定剂,合成了水溶性的MPA-CdSe量子点,研究反应温度和反应时间对量子点性能的影响.通过紫外可见光谱、荧光光谱、透射电子显微镜(TEM)、XRD等方法分别对其结构、分散性及形貌进行了表征.结果表明:当反应温度为110℃,反应时间为5h时,所合成的MPA-CdSe量子点具有良好的分散性(纳米尺寸约2~3nm),且具有优异的发光特性,其量子产率可达83%.     

荧光石墨烯量子点的制备及应用

由于具有独特的量子限域和边界效应,石墨烯量子点(GQDs)碳墓纳米材料表现出特殊的性质和诸多潜在应用又中概括了近年来在GQDs制备方面的研究进展,包括“自上而下”方法利用水热、电化学和化学氧化等把大片石墨变为GQDs的方法,以及“自下而上方法”利用含碳有机小分子为前驱体,通过溶液化学、超声波和微波等方法实现碳原子重组制得GQDs的方法同时,介绍了GQDs在成像技术、生物传感和电化学分析等领域的应用情况最后指出,由于GQDs的发光机理还是一个开放性的课题,因此结合GQDs制备方法来研究其发光性质,将是未来该领域的研究重点.     

荧光石墨烯量子点的制备及应用

由于具有独特的量子限域和边界效应,石墨烯量子点（GQDs）碳基纳米材料表现出特殊的性质和诸多潜在应用. 文中概括了近年来在制备GQDs方面的研究进展,包括利用水热、电化学和化学氧化等把大片石墨变为GQDs的方法,以及利用含碳有机小分子为前驱体,通过溶液化学、超声波和微波等方法来使碳原子重组制得GQDs的方法. 同时,介绍了GQDs在成像技术、生物传感和电化学分析等领域的应用情况. 最后指出,由于GQDs的发光机理还是一个开放性的课题,因此结合GQDs制备方法来研究其发光性质,将是未来该领域的研究重点.     

具有双重荧光发射的碳量子点的制备及其荧光起源探讨

采用不同浓度的硝酸回流活性炭制备了3种碳量子点,其光致发光谱具有明显的双重发射结构,蓝光发射部分随激发波长的改变不移动,而长波发射部分随激发波长的改变明显移动.根据活性炭的微观结构分析了碳量子点的形成机制;通过详细的形貌和谱学表征,分析了碳量子点蓝光发射部分和长波发射部分的荧光起源.     

ZnO/CdS量子点的制备及其荧光性能

研究了用液相法的方法可控合成ZnO/CdS量子点,并通过调节前驱体的比例来制备不同光色的量子点,使ZnO/CdS量子点能够光色可调,成功地得到激发主峰在450-460 nm,发射主峰在600 nm左右的ZnO/CdS量子点,和蓝光复合可以得到暖白光,大大提高白光LEDs的显色性,这说明该量子点在暖白光发光二级管中具有潜在的应用价值.     

基于枫叶的碳量子点制备及其发光性能

采用水热法,以枫叶为碳源一步合成了碳量子点(carbon quantum dots,CQDs)。通过高分辨透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪、傅里叶红外光谱仪、热重分析仪、紫外可见光吸收光谱仪等手段对其形貌结构和光学性能进行了研究。结果表明:CQDs主要由C、H、O、N元素组成,表面富含C=C、C=O、C—H、C—N及N—H等官能团,呈现出无定形结构;其在紫外光激发下发射蓝色荧光,具有激发依赖特性,在激发波长为360nm时的荧光强度达到最大,对应荧光发射波长为438nm;CQDs在高离子强度环境下表现出高的荧光稳定性,说明其可用于生物标记和分析检测领域。     

尿素还原法制备碳量子点

将富勒烯C_(60)和C_(70)分别在空气气氛中350℃下煅烧,然后采用尿素还原法在温和(90℃)条件下制备得到碳量子点;以透射电子显微镜、粉末X-射线衍射、拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱等对碳量子点的组成和形貌进行表征,通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性能进行研究;并推测碳量子点的形成机制.结果表明,在激发光波长为320nm时,两种碳量子点的荧光最大发射峰波长位于450nm附近,相对荧光量子产率分别为23.24%和27.55%,推测其形成机制为尿素对空气气氛中煅烧过的富勒烯表面氧化位点的还原.该结果为温和条件下合成碳量子点提供了一种新的思路.     

生物功能化碳量子点制备

为了实现碳量子点在细胞荧光成像方面的应用,采用共价修饰的方法对碳量子点进行生物功能化.采用水热法,以柠檬酸为碳源,乙二胺为钝化剂合成了蓝色荧光碳量子点.为了进一步实现碳量子点的共价偶联,对碳量子点进行羧基化处理,然后通过两步功能分子修饰完成生物功能化碳量子点的制备.采用透射电子显微镜、荧光和紫外分光光度计、红外光谱仪、电位粒度分析仪及荧光共聚焦显微镜研究了生物功能化碳量子点的性质和功能.实验结果表明:聚乙二醇(PEG)和核定位肽TAT通过酰胺化反应成功修饰至碳量子点上,叶酸(FA)通过酯化反应成功修饰至PEG末端,两步共价修饰完成了生物功能化碳量子点的制备.该生物功能化碳量子点具有电中性、小尺寸、低毒性和细胞核靶向的功能,适用于细胞荧光成像分析.     

以焦粉为碳源所制荧光碳量子点的表征及性能分析

以焦粉为碳源,混合酸(浓H_2SO_4和浓HNO_3)为氧化剂,采用水热法制备荧光碳量子点。利用UVVis、FTIR、TEM、XRD等对其进行表征,并分析碳量子点的合成条件对碳量子点的结构和性能的影响。结果表明,合成条件对碳量子点性能的影响由主到次的顺序为:混合酸体积反应温度pH值反应时间;合成该碳量子点的最佳条件为:反应温度为95℃、混合酸体积为12mL、反应时间为9h及pH值为9,所制荧光纳米碳量子点的粒径较小且分布均匀,具有良好的水溶性。     

碳量子点槲皮素复合物的制备及其抑菌性能研究

在水相中采用葡萄糖化学氧化法合成了碳量子点,利用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)对碳量子点表面进行修饰,通过表面接枝法将槲皮素接枝在碳量子点表面,制备出了碳量子点/槲皮素复合物,并用IR、TEM、荧光分析对碳量子点和复合物进行表征.选取金黄色葡萄球菌和大肠杆菌作为实验菌种,采用药敏片法对制得的产品进行了抑菌性能测试.结果表明,该方法制得的碳量子点粒径均匀,分散性好.在紫外灯的照射下,碳量子点与碳量子点/槲皮素复合物分别呈现出明亮的蓝色和绿色荧光.复合物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有明显的抑菌作用,且明显强于槲皮素.     

碳量子点的抑菌性能研究

利用药敏法研究了碳量子点对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性能。分别采用抗坏血酸和赖氨酸、抗坏血酸和乙二胺2种原料,在水溶液中制备了2种氮掺杂碳量子点。结果表明,抗坏血酸和乙二胺合成的碳量子点对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有明显的抑菌作用,测定了量子点对2种细菌的最低抑菌浓度,并对其机理进行了探讨;抗坏血酸和赖氨酸合成的碳量子点抑菌性能较弱。通过选择合适的合成材料来满足碳量子点在生物及医学上的需求。     

Se/N-掺杂荧光碳点的制备及其荧光性能研究

该文依托四川大学化学专业综合训练平台,结合纳米材料的结构特点和光学性质(荧光光谱和紫外-可见吸收光谱)等专业知识背景,开展了"Se/N-掺杂荧光碳点的制备及荧光性能研究"综合实验设计。通过实验设计和实验过程,帮助学生深入了解纳米碳材料的结构与光学性能之间的关系以及合成过程对材料性能的影响。综合实验不仅可以夯实测试仪器的相关基础知识、提高操作技能,而且全方位培养学生的综合素质、创新意识和能力。     

水溶性荧光聚合物的制备与性能分析

基于Wittig-Horner反应, 以对氯甲基苯甲酸甲酯、亚磷酸三乙酯、对苯二甲醛为主要原料, 经酯化、缩合得到二苯乙烯型荧光单体, 研究了各种反应条件对单体合成的影响. 将二苯乙烯型荧光单体高分子化得到了水溶性好、荧光性强、稳定性与安全性高的荧光聚合物. 用红外光谱对荧光单体结构进行了表征, 用紫外及荧光分光光度计对荧光单体及聚合物的荧光性能进行了研究. 结果表明: 荧光单体聚合后紫外吸收发生红移, 吸收强度下降, 但荧光发射强度提高, 这说明近紫外吸收有利于荧光发射强度的提高.