荧光碳量子点的电化学制备及性质研究

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荧光碳量子点的电化学制备及性质研究

采用循环伏安法(Cyclic Voltammetry,CV)在碱性条件下电解石墨棒,得到水溶性的荧光碳量子点.通过透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman spectrum)、原子力显微镜(AFM)对所制备的碳量子点进行形貌及结构表征,发现该碳量子点由2～3层石墨烯片层堆积形成,粒径在19nm左右,厚度为1-2nm.通过荧光光谱(PL)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)对所制备的碳量子点进行性质测定,发现该碳量子点在400nm和540nm处有两个荧光发射峰,且通过控制扫描圈数可以调节两个发射峰的相对强度,从而调控碳量子点的荧光颜色:随着扫描圈数的增加,400nm处发射峰的相对强度逐渐减小,而540nm处发射峰的相对强度逐渐增大,两个荧光发射峰分别与碳量子点的π-π共轭体系和含氧官能团的n-π共轭体系有关。

荧光碳点的制备及应用

荧光碳点的制备及应用 1、荧光碳点的制备 荧光碳材料是一种典型的无机荧光纳米材料，为目前热点研究的功能纳米材料之一。荧光碳点指的是一种尺寸小于10 nm的零维纳米材料，其中碳元素采用sp2杂化，并可进行N、P、O、S等元素的掺杂。通过调节荧光碳点的尺寸大小、元素组成和表面结构，可制备出不同发光特性的荧光碳点。荧光碳点的制备分为“自上而下”法和“自下而上”法。“自上而下”法是指用电解、激光刻蚀等方法，将块状石墨粉碎成纳米尺寸的荧光碳点，“自下而上”法是指以有机物为前驱体，在高温条件下合成荧光碳点。相较于“自上而下”的合成方法，“自下而上”法具有简单、快捷、产率高的优势，应用于本科生实验，可重复性强、成功率高，故本实验采用“自下而上”法，即以有机物柠檬酸、柠檬酸铵、尿素和多乙烯多胺作为前驱体，分别制备蓝色荧光碳点(BC-dot)和氮掺杂的绿色荧光碳点(GC-dot) 2、发射原理 荧光碳材料是一种典型的无机荧光纳米材料，为目前热点研究的功能纳米材料之一。荧光碳点指的是一种尺寸小于10 nm的零维纳米材料，其中碳元素采用sp2杂化，并可进行N、P、O、S等元素的掺杂。通过调节荧光碳点的尺寸大小、元素组成和表面结构，可制备出不同发光特性的荧光碳点。荧光碳点的制备分为“自上而下”法和“自下而上”法。“自上而下”法是指用电解、激光刻蚀等方法，将块状石

墨粉碎成纳米尺寸的荧光碳点，“自下而上”法是指以有机物为前驱体，在高温条件下合成荧光碳点。相较于“自上而下”的合成方法，“自下而上”法具有简单、快捷、产率高的优势，应用于本科生实验，可重复性强、成功率高，故本实验采用“自下而上”法，即以有机物柠檬酸、柠檬酸铵、尿素和多乙烯多胺作为前驱体，分别制备蓝色荧光碳点(BC-dot)和氮掺杂的绿色荧光碳点(GC-dot) 3、量子产率 荧光量子产率是表示物质发射荧光的能力的一个基本参数，指的是荧光物质吸光后所发射的荧光的光子数与吸收的激发光的光子数的比值，可采用绝对法和相对法测定，用Yf表示： Yf=发射的光量子数吸收的光量子数Yf=发射的光量子数吸收的光量子数 (1)本实验采用相对法测定荧光碳点的荧光量子产率，即以罗丹明6G(R6G)的乙醇溶液作为本实验的参比物质。通过比较荧光碳点溶液和R6G的乙醇溶液在同样测试条件下所测得的积分荧光面积和对该激发波长对应的吸光度，测量荧光碳点的荧光量子产率，用Yu表示：Yu=Ys⋅FuFs⋅AsAu⋅n2un2sYu=Ys⋅FuFs⋅AsAu⋅nu2ns2 (2)其中，Fu、Au、nu分别表示荧光碳点的积分荧光强度、吸光度和溶剂的折射率；Ys、Fs、As、ns分别表示R6G乙醇溶液的荧光量子产率、积分荧光面积、吸光度和溶剂的折光率 4、试剂 多乙烯多胺(275MW)、尿素(AR)、柠檬酸(AR)、柠檬酸铵(AR)、罗

碳量子点的合成、表征及应用

碳量子点的合成、表征及应用 碳量子点是一种由碳原子组成的纳米粒子，具有优异的光学、电学和化学性能，因此在材料科学、生物医学和能源领域具有广泛的应用前景。本文将详细介绍碳量子点的合成方法、表征技术及其在电化学传感器、光电转换和储能器件等领域的应用，旨在为相关领域的研究人员提供有用的参考信息。 碳量子点的合成方法主要包括化学还原法、物理法和生物法。其中，化学还原法是最常用的方法之一，是通过化学反应将有机物原料还原成碳量子点。反应条件包括温度、压力、原料配比和还原剂选择等，这些因素都会影响碳量子点的形貌和尺寸。 物理法则利用高温、激光或等离子体等手段将有机物原料裂解成碳量子点。这种方法可以制备出高纯度的碳量子点，但反应条件较为苛刻，产量也较低。 生物法则利用微生物或植物提取物等生物资源作为原料合成碳量子点。这种方法具有环保、高效等优点，但生物资源的种类和提取纯化过程会对碳量子点的性能产生影响。 表征碳量子点的方法主要包括光学表征、电子显微镜表征、化学表征

等。光学表征方法如荧光光谱、吸收光谱和透射电子显微镜等，可以用来研究碳量子点的尺寸、形貌和光学性质。电子显微镜表征可以直观地观察碳量子点的形貌和尺寸，同时通过能谱分析可以进一步确定碳量子点的元素组成。 化学表征方法如X射线衍射、红外光谱和核磁共振等，可以用来研究碳量子点的结构和化学性质。这些表征方法可以相互补充，帮助研究者全面了解碳量子点的结构和性能。 碳量子点在电化学传感器、光电转换、储能器件等领域具有广泛的应用。在电化学传感器领域，碳量子点可以作为电化学标记物，用于检测生物分子和疾病标志物。由于碳量子点具有优良的电学性能和生物相容性，因此在生物医学领域具有潜在的应用价值。 在光电转换领域，碳量子点可以作为光电材料，用于制造高效、稳定的太阳能电池和光电探测器。由于碳量子点具有优异的光学和电学性能，可以有效地吸收太阳光并传递电荷，因此具有成为高效光电材料的潜力。 在储能器件领域，碳量子点可以作为电极材料，用于制造高容量、高稳定性的锂电池和超级电容器。由于碳量子点具有较高的比表面积和良好的导电性，可以提供更多的反应位点和快速传输通道，因此有望

碳量子点及其性能研究进展

碳量子点及其性能研究进展 碳量子点是一种由碳原子组成的纳米粒子，因其具有优异的光电性能和生物相容性而备受。近年来，碳量子点在许多领域的应用研究取得了显著进展，包括光电催化、传感器、生物医药等。本文将详细探讨碳量子点的制备方法、性质及其在不同领域的应用研究进展。 碳量子点的制备方法主要包括化学气相沉积、电化学法、微波剥离法等。这些方法均具有各自的优缺点，如化学气相沉积法可以制备出结晶度较高的碳量子点，但设备成本较高，产量较低；电化学法产量较高，但制备条件较严格，需要控制电极间距等参数。 碳量子点具有优异的光电性能，如高亮度、优良的化学稳定性、低毒性等。同时，碳量子点的尺寸和形貌可以调控，这使得它们在许多领域具有广泛的应用前景。然而，碳量子点也存在一些问题需要解决，如制备方法的优化、表面功能化等。 光电催化是一种将光能转化为化学能的技术，具有高效、清洁的特点。碳量子点在光电催化领域的应用研究取得了重要进展。它们可以作为光催化剂的敏化剂，提高催化剂的光吸收能力，从而增强光电催化效果。碳量子点还可以作为电子受体，促进光生电子的转移，提高光电催化反应的效率。

在光电催化领域，碳量子点的研究现状表明它们在能源转化和环境治理方面具有广泛的应用前景。未来研究方向应包括优化碳量子点的制备方法和表面功能化，提高其稳定性和光电催化性能。 传感器在检测物质含量和识别环境中具有重要作用。碳量子点具有优异的光电性能和生物相容性，使其在传感器领域的应用研究备受。 在传感器领域，碳量子点的主要应用方向包括光学传感器、电化学传感器和生物传感器。碳量子点可以作为光敏剂，提高传感器的光吸收和信号响应能力。它们的优异导电性能使其适用于电化学传感器和生物传感器的制作。 目前的研究表明，碳量子点在传感器领域具有较高的灵敏度和良好的选择性。未来研究方向应包括进一步优化制备方法和表面功能化，提高传感器的性能和稳定性，并拓展其在环境和生物医学领域的应用范围。 生物医药领域是碳量子点应用研究的重要方向之一。由于碳量子点具有优异的生物相容性和荧光性能，它们被广泛应用于生物成像、药物载体、肿瘤治疗等领域。 在生物医药领域，碳量子点的主要应用方向包括生物成像和药物载体。

碳基量子点的制备及其应用

碳基量子点的制备及其应用近年来，碳基量子点作为一种新兴材料，备受关注。这种材料具有许多独特的性质和潜在的应用，比如低毒性、高荧光性和较好的生物相容性等。本文将探讨碳基量子点的制备及其应用。 一、碳基量子点的制备 碳基量子点制备方法众多，包括溶剂热法、电化学法、激光剥离法和微波辅助合成法等。以下介绍几种常见的制备方法。 1. 溶剂热法 溶剂热法是制备碳基量子点的一种简单、便捷的方法。一般来说，通过在高温下将含碳前体与表面活性剂一起处理，可以制备出具有高度荧光和生物兼容性的碳基量子点。溶剂热法制备碳基量子点的具体步骤如下： ①选择碳源和表面活性剂

碳源可以是天然有机物或人工合成碳材料。表面活性剂可以选择CTAB、Triton X-100等。 ②混合及反应 将碳源与表面活性剂混合后，在常温下用水或其他溶剂混合搅拌，在高温 (通常为180～220°C) 下反应一段时间。反应过程中需要搅拌，以保证反应充分。 ③离心和洗涤 将反应液进行离心，取得碳基量子点固体沉淀，然后用特定溶剂进行洗涤。 2. 电化学法 电化学法制备碳基量子点是一种新兴制备方法。通过在银电极表面电化学聚集和聚合碳源分子，可以制备出具有高纯度的碳基量子点。电化学法制备碳基量子点的具体步骤如下：

①选择碳源和电解质 碳源可以是已知的碳材料。电解质可以是具有高缩合力和稳定 性的电解液。 ②电极电位调节 将电极电位调节至一定电位后，引发碳源分子的缩合反应。 ③传输 通过介质的传输，使聚集的碳基量子点分散到溶液中。 3. 微波辅助合成法 微波辅助合成法是一种高效、快速制备碳基量子点的方法。通 过微波加热碳源和表面活性剂，可以制备出高质量的碳基量子点。微波辅助合成法制备碳基量子点的具体步骤如下：

荧光碳量子点的特性及检测巯基化合物的研究进展

荧光碳量子点的特性及检测巯基化合物的研究进展 董小绮;菅晓婷;柴双双;杨江华;肖雪棋;郑力孟;吕俊杰 【摘要】巯基化合物是生物体内一类重要的抗氧剂,包括半胱氨酸、同型半胱氨酸、谷胱甘肽等生物硫醇类化合物,在体内参与一系列典型的生化反应,有助于维持正常 的生理功能,当含量异常会导致多种疾病.因此,定量检测巯基化合物在相关疾病研究和诊断方面具有重要的意义.目前,利用高选择性、高灵敏度的荧光探针检测巯基化 合物已成为前沿课题之一.碳量子点(CDs)因具有优良的荧光稳定性、极好的生物相容性、耐光漂白以及易制备等优良的性能,作为一类荧光探针检测巯基化合物得到 了广泛的应用.类似于其他纳米探针,当荧光CDs用于检测巯基化合物时,基于信号 检测的竞争机制,引入猝灭剂和巯基化合物竞争性结合荧光碳量子点,由于巯基化合 物的高亲和力和强亲核性,使荧光恢复.本文综述了碳量子点的制备和特性,以及在检测巯基化合物方面的研究进展. 【期刊名称】《化学研究》 【年(卷),期】2018(029)005 【总页数】6页(P529-534) 【关键词】碳量子点;巯基化合物;荧光探针;光学特性 【作者】董小绮;菅晓婷;柴双双;杨江华;肖雪棋;郑力孟;吕俊杰 【作者单位】山西医科大学基础医学院,山西太原 030000;山西医科大学基础医 学院,山西太原 030000;山西医科大学基础医学院,山西太原 030000;山西医科大 学基础医学院,山西太原 030000;山西医科大学基础医学院,山西太原 030000;山

西医科大学基础医学院,山西太原 030000;山西医科大学基础医学院,山西太原030000 【正文语种】中文 【中图分类】R96;O657.3 1 巯基化合物 1.1 生理功能 巯基化合物广泛分布于细胞、体液、组织等生理结构中，是机体内重要的组成部分，与许多生理功能密不可分，起着至关重要的作用. 含巯基的化合物如半胱氨酸(Cys)、同型半胱氨酸(Hcy)、谷胱甘肽(GSH)等小分子巯基化合物，生命体系的维持与其 含量是否正常有直接或间接的联系，当其含量超出正常的范围时，正常生命体系则会受到影响，可能预示着某些生理机能已经发生病变，也可能直接对生命体产生损伤. 半胱氨酸是一种条件必需氨基酸，是蛋氨酸脱甲基过程中生成的代谢产物. Hcy 以氧化和游离形式存在于人体血浆中，几乎99%以氧化形式存在. 半胱氨酸的功能包括参与甲硫氨酸代谢、调节体内甲基化、翻译后修饰作用、与金属离子结合、以及解毒作用等. 它的浓度升高程度与疾病的危险性成正比，半胱氨酸含量升高促进脂蛋白的氧化和老化，削弱免疫系统，导致脑损伤等问题，进而可能会引发脑血管疾病、高血压、骨质疏松和肾脏疾病[1]. 谷胱甘肽由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成，在体内以还原型和氧化型两种形态存在，其中还原性谷胱甘肽大量存在并起主要作用，在几乎所有生理生化过程中都可以看到. 谷胱甘肽的活性基团是巯基，该基团可以发挥消除人体自由基的作用，从而起着抗氧化、抗衰老、解毒和保肝等作用. 体内谷胱甘肽含半胱氨酸量改变，以及还原型和氧化型比例的改变可引发多种疾病. 如乳腺、卵巢、头颈部和肺部组织癌变时，血浆中GSH含量明显低于正常

发光碳点的制备

发光碳点的制备 一、引言 发光碳点是一种具有发光性质的纳米材料，具有较小的颗粒尺寸和独特的光学性能。发光碳点在生物成像、荧光探针、光电转换等领域具有重要的应用前景。因此，发光碳点的制备成为了研究热点之一。 二、传统制备方法 传统的发光碳点制备方法包括碳化剂热解法、碳化剂氧化法、碳纳米管破碎法等。这些方法通常需要高温、高压、长时间的处理过程，且产率低，操作复杂。 三、碳量子点的制备方法 近年来，碳量子点的制备方法得到了快速发展。下面介绍几种常用的碳量子点制备方法。 1. 水热法 水热法是一种简单且高效的碳量子点制备方法。通常将有机物作为碳源和表面修饰剂，与溶剂一起加入反应体系中。反应体系经过高温高压处理，形成碳量子点。水热法制备的碳量子点具有尺寸均一、分散性好等优点，但需要高温高压反应条件。 2. 微波法

微波法是一种快速制备碳量子点的方法。将碳源溶液放入微波反应器中，通过微波加热使溶液中的碳源迅速热解，形成碳量子点。微波法制备的碳量子点具有高度结晶度、较小的颗粒尺寸等特点。 3. 激光剥离法 激光剥离法是一种通过激光辐照材料表面剥离碳量子点的方法。激光的作用下，材料表面的碳层被剥离形成碳量子点。激光剥离法制备的碳量子点具有较高的结晶度和纯度。 四、碳量子点的表征方法 为了确定制备的碳量子点的性质和结构，需要进行表征。常用的表征方法包括透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、荧光光谱等。 1. TEM 透射电子显微镜（TEM）可以观察到碳量子点的形貌和尺寸。通过TEM观察，可以确定碳量子点的粒径分布和形状。 2. SEM 扫描电子显微镜（SEM）可以观察到碳量子点的表面形貌。通过SEM观察，可以了解碳量子点的形貌特征和表面结构。 3. UV-Vis 紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）可以测量碳量子点在紫外和可见光

L-赖氨酸修饰的荧光碳量子点的制备及在钴测定中的应用

L-赖氨酸修饰的荧光碳量子点的制备及在钴测定中的应用孙雪花;尹惠;柴红梅;张甜;陈谦 【摘要】以葡萄糖为原料,通过微波法制备了L-赖氨酸修饰的碳量子点(CQDs),研究了该CQDs与钴的荧光猝灭效应并将其应用于钴的测定.通过高分辨电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、紫外-可见吸收光谱和荧光光谱等对L-赖氨酸修饰的CQDs进行结构表征分析.结果发现,该CQDs具有较强的荧光特性.条件优化试验表明,在pH 9.70的B-R缓冲体系中,在340 nm的光激发下,此CQDs最大荧光发射波长位于420 nm处,Co2+的质量浓度在0.03～ 0.60μg/mL及0.60～4.0μg/mL范围内与体系的荧光猝灭强度呈良好的线性关系,相关系数分别为0.9964和0.9918,检出限为3.84 ng/mL.将实验方法应用于水样中痕量钴的测定,测定结果与原子吸收光谱法(AAS)基本一致,相对标准偏差(RSD,n=5)为1.7％～2.0％. 【期刊名称】《冶金分析》 【年(卷),期】2018(038)011 【总页数】6页(P75-80) 【关键词】L-赖氨酸;碳量子点(CQDs);荧光探针;钴 【作者】孙雪花;尹惠;柴红梅;张甜;陈谦 【作者单位】延安大学化学与化工学院 ,延安市分析技术与检测重点实验室 ,陕西延安 716000;延安大学化学与化工学院 ,延安市分析技术与检测重点实验室 ,陕西延安 716000;延安大学化学与化工学院 ,延安市分析技术与检测重点实验室 ,陕西延安 716000;延安大学化学与化工学院 ,延安市分析技术与检测重点实验室 ,陕西

基于上转换发光的碳量子点制备及应用研究

基于上转换发光的碳量子点制备及应用研究 邓亚峰;周奕华;钱俊;罗妍;吴丽辉 【摘要】CQDs have the characteristics of easy preparation,low toxicity,high chemical inertia,stable fluorescence properties and so on.CQDs and other carbon nanomaterials (such as fullerene,carbon nanotubes and graphene) have attracted the attention of researchers.The synthesis,properties,modification and application of CQDs are discussed in this paper,especially on the Up Conversion Photoluminescence that long wavelength excitation can emit short wavelength.Some implications for the synthesis,modification and application of CQDs based on up conversion photoluminescence are discussed in this paper too.%碳量子点具有易制备、低毒性、化学惰性高、荧光特性稳定等特点,和其他碳纳米材料(如富勒烯、碳纳米管和石墨烯等)一样引起了研究者的广泛关注.本文将从碳量子点的合成、特性、改性和应用等方面进行阐述,并对其受长波长光激发后可发出短波长光的这一上转换发光特性进行重点综述,为今后碳量子点的合成、改性以及应用提供一定的参考.【期刊名称】《影像科学与光化学》 【年(卷),期】2017(035)006 【总页数】10页(P884-893) 【关键词】上转换发光;碳量子点;合成;改性 【作者】邓亚峰;周奕华;钱俊;罗妍;吴丽辉

碳量子点研究资料讲解

碳量子点研究

摘要 碳量子点是一种以碳元素为主体的新型荧光碳纳米材料，碳量子点具有许多优良性质主要包括：荧光稳定性高且耐光漂白、激发光宽而连续、发射光可调谐、粒径小分子量低、生物相容性好且毒性低和优良的电子受体和供体等特性还有比传统金属量子点更为优越的特点。碳量子点不但克服了传统有机染料的某些缺点，而且有分子量和粒径小、荧光稳定性高、无光闪烁、激发光谱宽而连续、发射波长可调谐、生物相容性好、毒性低等优点。更易于实现表面功能化，被认为是一种很好的理想材料。对近几年国内碳量子点的研究现状，对电弧法、激光剥蚀法、电化学法、模板法等合成碳量子点的方法进行了简单的介绍，以及合成碳量子的方法分类，论述了碳量子点有望取代传统半导体量子点，在生物成像、发光探针分析等领域进行广泛的应用。检测重金属离子，检测小分子，溶液的酸碱性具有越来越重要的作用，是一种新型的纳米材料。为此，开展荧光碳量子点的基础研究具有重要的理论意义和应用价值，成为近几年的研究热点。本研究中对 其性质，合成以及其应用进行了几个方面的综述。 关键词：碳量子点；材料；合成；应用；

Abstract A qua ntum dot is a carb on carb on as the main eleme nt of the new carb on nano fluoresce nt material hav ing a plurality of qua ntum dots carb on excelle nt properties including: light stability, and high bleaching fluorescence excitation light wide and continu ous light emissi on can be tuned to a small particle size low molecular weight, low toxicity and good biocompatibility and excelle nt electr on acceptor and donor still more excelle nt characteristics tha n the conven tio nal metal qua ntum dots characteristics. Carbon not only overcome the qua ntum dot certa in disadva ntages of the conven ti onal orga nic dye, and a small molecular weight and particle size, high fluoresce nce stability, no light flashes con ti nu ously broad excitati on spectrum, the emissi on wavele ngth can be tun ed, good biocompatibility, low toxicity and so on. Easier to implement the function of the surface is considered to be an ideal material good. In recent years, research on the status of domestic carb on qua ntum dots, qua ntum dot syn thesis method for carb on arc, laser ablati on, electrochemical method, template method for a simple introduction, as well as the synthesis of carb on qua ntum method of classificati on, discusses carb on qua ntum dots are expected to replace traditi onal semic on ductor qua ntum dots, in the field of biological imag ing, lumin esce nce probes for exte nsive an alysis applicati ons. Detect ion of heavy metal ions, the detect ion of small molecules, the pH of the solutio n has an in creas in gly importa nt role, is a no vel nano materials. To this end, the basic research carried out fluoresce nt carb on qua ntum dots has importa nt theoretical sig nifica nce and applicati on value and become a research hotspot in rece nt years. The study was reviewed several aspects of its n ature, syn thesis and their applicati ons. Keywords: carb on qua ntum dots; materials; syn thesis; applicati on

碳量子点的绿色合成方法

碳量子点的绿色合成方法 一、前言 碳量子点是一种新型的纳米材料，具有优异的光学、电学和化学性质，在生物医学、环境检测等领域有广泛的应用前景。目前，碳量子点的 合成方法主要包括水热法、微波法、激光剥离法等，但这些方法存在 着成本高、操作复杂等问题。绿色合成方法是一种低成本、高效率的 合成方法，本文将介绍碳量子点的绿色合成方法。 二、材料与仪器 1. 材料：葡萄糖、硝酸银(AgNO3)、氢氧化钠(NaOH)、聚乙二醇(PEG)。 2. 仪器：电子天平、恒温振荡器、紫外-可见分光光度计。 三、实验步骤 1. 制备前驱体 将0.5 g葡萄糖溶解在20 mL去离子水中，并加入0.5 g聚乙二醇和

0.3 g氢氧化钠。搅拌溶液至完全溶解后，转移到恒温振荡器中，在90℃下振荡反应6小时。反应结束后，将溶液冷却至室温。 2. 合成碳量子点 将制备好的前驱体溶液滴加到含有0.1 mol/L AgNO3的水溶液中，搅拌反应30分钟。反应结束后，用去离子水洗涤沉淀物，然后将其转移到恒温振荡器中，在90℃下振荡反应6小时。反应结束后，用去离子水洗涤沉淀物至中性，然后将其烘干。 3. 测定光学性质 将制备好的碳量子点溶解在去离子水中，用紫外-可见分光光度计测定其吸收光谱和荧光光谱。 四、实验结果 1. 制备前驱体的质量为0.5 g。 2. 制备好的碳量子点呈现出绿色荧光，并且在紫外-可见分光光度计上显示出吸收峰位于350 nm处。 五、讨论与结论

本文采用了一种简单、低成本、环保的绿色合成方法成功合成了碳量子点，并测定了其吸收和荧光光谱。实验结果表明，该方法具有较高的合成效率和稳定性，适用于大规模生产碳量子点。 六、参考文献 1. Wang, Y.; Hu, A. Carbon Quantum Dots: Synthesis, Properties and Applications. J. Mater. Chem. C 2014, 2 (34), 6921-6939. 2. Zhu, H.; Wang, X.; Li, Y.; Wang, Z.; Yang, F.; Yang, X. Microwave Synthesis of Fluorescent Carbon Nanoparticles with Electrochemiluminescence Properties. Chem. Commun. 2009, (41), 6373-6375. 3. Liu, H.; Ye, T.; Mao, C. Fluorescent Carbon Nanoparticles Derived from Candle Soot. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46 (34), 6473-6475. 4. Liu, Y.; Zhang, N.; Liang, L.; Wu, M.; Zhao, J.; Chenet al., Luminol-based Carbon Quantum Dots as a Fluorescence Probe for the Detection of DNA and Cu2+. RSC Adv., 2016 (6), 26894-26900.

以焦粉为碳源所制荧光碳量子点的表征及性能分析

以焦粉为碳源所制荧光碳量子点的表征及性能分析 周尽晖;丁玲;彭泽泽;李世迁;赵希然;方红明 【摘要】以焦粉为碳源,混合酸(浓H2SO4和浓HNO3)为氧化剂,采用水热法制备荧光碳量子点.利用UV-Vis、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12 mL、反应时间为9 h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.%With coke powder as carbon source,mixed acid (H2SO4 and HNO3 )as oxidizer,the fluo-rescent carbon quantum dots (CQDs)were synthesized in aqueous by hydrothermal method.The UV-Vis,FTIR,TEM and XRD technology were applied for characterization and the effect of synthesis condition on the structure and properties of CQDs were analyzed.The results show that,influence of synthesis condition on the performance of CQDs is listed from most to least:mixed acid volume,reac-tion temperature,pH value and reaction time.The optimal synthesis condition of CQDs is reaction temperature at 95 ℃,mixed acid volume at 12 mL,reaction time at 9 h and pH value at 9.The CQDs prepared under this condition have relatively small particle size,uniform distribution and good water solubility. 【期刊名称】《武汉科技大学学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2017(040)004

碳量子点材料的制备与光电性能研究

碳量子点材料的制备与光电性能研究 随着纳米科技的快速发展，碳量子点材料作为一种新型的纳米材料备受关注。 碳量子点是一种直径小于10纳米的碳基材料，具有优异的光电性能和潜在的应用 前景。在本文中，我们将探讨碳量子点材料的制备方法以及其在光电器件中的应用。 碳量子点的制备方法多种多样，常见的方法包括溶剂热法、水热法、微波法等。其中溶剂热法是一种常用且可控性较好的制备方法。通过在高温和高压的溶液体系中，选择适当的碳源和组装剂，可以合成出具有特定尺寸和形貌的碳量子点。此外，水热法也是一种简单有效的制备方法。通过在高温高压水环境下进行合成反应，可获得形貌均一的碳量子点。 制备碳量子点后，研究人员通常会对其光电性能进行研究。由于碳量子点尺寸小，带有较高的表面积和量子限制效应，其光电性能独特且具有潜力。碳量子点的吸收和发射光谱通常位于紫外光区域，然而通过控制其尺寸和表面修饰，还可以调控其光谱范围。此外，碳量子点还具有较高的量子产率和较低的非辐射衰减，这使得其在荧光显示、生物成像、光电转换等领域具有广泛应用的潜力。 在碳量子点的光电应用中，太阳能电池是一个热门研究领域。由于碳量子点具 有优异的光电转换性能和较低的成本，使其成为一种理想的材料用于太阳能电池。研究人员可以利用碳量子点的吸收光谱特性，将其作为光敏剂嵌入到光电转换器件中，从而实现对太阳能的有效转换。此外，由于碳量子点具有较高的载流子迁移性能和较好的稳定性，使其成为太阳能电池的性能提升的一个重要因素。 除了太阳能电池，碳量子点还在光电器件的其他方面显示出巨大的潜力。例如，碳量子点在光电导、发光二极管和光电场效应器件中都有应用前景。通过调控碳量子点的能带结构和表面修饰，可以调节其导电性能和光电特性，从而用于制备高性能的光电器件。此外，碳量子点还可以用于光电传感器、荧光探针和电化学传感器等领域。

碳量子点的制备方法

碳量子点的制备方法 碳量子点是一种由纳米尺度的碳材料组成的量子结构，具有很小的颗 粒尺寸和优异的光电性能，被广泛应用于生物荧光探针、光电器件等领域。以下是几种常见的碳量子点制备方法。 1.碳化物热分解法 碳化物热分解法是一种简单的碳量子点制备方法。首先，选择一种含 碳化合物（如葡萄糖、脲）作为碳源，通过加热分解产生碳量子点。反应 一般在高温下进行，可以使用热分解、微波辐射、激光辐射等方法。这种 方法制备的碳量子点通常尺寸分布较广，但具有良好的荧光性能。 2.碳化硅模板法 碳化硅模板法是一种利用碳化硅模板孔道的方法制备碳量子点。首先，制备一块具有规则孔道的碳化硅模板。然后，通过化学气相沉积、热解等 方法，将碳源气体（如甲烷、丙烷）向模板中输入，使碳源在孔道中沉积 形成碳量子点。最后，使用酸性或碱性溶液将模板腐蚀掉，得到纳米尺度 的碳量子点。这种方法制备的碳量子点尺寸分布较窄，形状规则，并且可 以通过调节模板孔径来控制碳量子点尺寸。 3.溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是一种利用溶胶和凝胶过程制备碳量子点的方法。首先，选择适当的有机物溶剂（如乙醇、水）作为溶胶，加入碳源（如葡萄糖），形成均匀的溶液。然后，通过超声处理、加热等方法使溶胶逐渐形成胶体 凝胶。最后，将胶体凝胶烘干或烧结，得到固体的碳量子点。这种方法制 备的碳量子点具有较高的量子产率和量子效率，并且可以通过调节反应条 件和碳源种类来控制其光电性能。

4.激光刻蚀法 激光刻蚀法是一种利用激光照射溶液中的碳微粒，形成碳量子点的方法。首先，准备一种含有碳微粒的溶液，通常选择含有碳纳米管或者石墨烯的溶液。然后，使用紫外激光、飞秒激光等高能激光照射溶液，使碳微粒发生光热效应瞬间加热，形成碳量子点。这种方法制备的碳量子点尺寸较小，并且具有较好的荧光性能。 以上是几种常见的碳量子点制备方法，其中每种方法都有其特点和适用范围。未来随着技术的进一步发展，碳量子点制备方法也将变得更加多样和高效。

氧化锌量子点和碳量子点及其复合物的制备与发光性能的研究

氧化锌量子点和碳量子点及其复合物的制备与发光性能的研究杨广武;张守超;王翠红;朱飞;江越 【摘要】采用溶胶凝胶方法和水热法制备了水溶性荧光氧化锌量子点(ZnO-QDs)和碳量子点(C-QDs),其量子效率分别达到38%和61%.基于所合成的ZnO-QDs和C-QDs制备了氧化锌和碳量子点复合物(ZnO/C-QDs),并分别对其发光特性进行了研究.透射电镜(TEM)图像表明,所合成的ZnO-QDs和碳量子点尺寸分布在3~6 nm之间,分散均匀.光致发光光谱表明,ZnO-QDs和碳量子点的发光峰中心分别位于540 nm和450 nm,两者发光峰的最佳激发波长为370 nm和350 nm.通过调整ZnO-QDs和C-QDs的体积比,所制备的ZnO/C-QDs能够实现荧光光谱的连续可调,并产生了白色荧光.%Water-soluble fluorescence zinc oxide quantum dots ( ZnO-QDs ) and carbon quantum dots ( C-QDs) were prepared by sol-gel and hydrothermal method, and their quantum yields were 38% and 61%, respectively. ZnO and carbon quantum dots mixtures ( ZnO/C-QDs) were prepared based on the as-prepared ZnO-QDs and C-QDs, and their optical properties were investigated, re-spectively. The transmission electron microscopy ( TEM) images indicate that the size of ZnO-QDs and C-QDs are around 3 -6 nm and disperse uniformly. The photoluminescence ( PL) spectra of ZnO-QDs and C-QDs dominate by a broad emission centered at around 540 nm and 450 nm, and their optimal excitation wavelengths are 370 nm and 350 nm. By adjusting the volume ratio between ZnO-QDs and C-QDs, the spectra of as-prepared ZnO/C-QDs show continuously variable properties, and white fluorescence can be observed from the ZnO/C-QDs.

黄光碳量子点

黄光碳量子点 黄光碳量子点是一种新型的纳米材料，具有优异的光学和电学性质。它们是由碳原子组成的纳米颗粒，尺寸一般在1到10纳米之间。黄光碳量子点在光学和电学应用方面具有广阔的潜力，被广泛研究和应用于生物医学、光电器件、荧光探针等领域。 黄光碳量子点的制备方法多种多样，常见的有溶液法、热解法和电化学法等。其中，溶液法是最常用的制备方法之一。通过将含有碳源的溶液加热至高温，碳源会发生热解反应生成碳量子点。在制备过程中，可以通过调节溶液的组成、温度和反应时间等参数来控制碳量子点的尺寸和光学性质。 黄光碳量子点具有独特的光学性质，主要表现为荧光和磷光效应。荧光是指当黄光碳量子点受到紫外光激发后，会发出可见光的现象。磷光效应是指当黄光碳量子点被激发后，能够长时间地发出光。这些光学性质使得黄光碳量子点在生物医学领域具有广泛的应用前景。在生物医学领域，黄光碳量子点被广泛应用于生物成像、荧光探针和癌症治疗等方面。由于黄光碳量子点具有良好的荧光性能和生物相容性，可以用作生物标记物，用于细胞和组织的成像。此外，黄光碳量子点还可以通过修饰表面功能基团，实现对特定生物分子的靶向识别和荧光探针的设计。 在光电器件方面，黄光碳量子点可以用于制备高效的光电转换器件，

如太阳能电池和光电二极管。由于其优异的光电性能和可调控的能带结构，黄光碳量子点在光电器件领域具有广阔的应用前景。通过调控黄光碳量子点的尺寸和形貌，可以实现对电荷传输和能带结构的调控，从而提高光电器件的性能。 黄光碳量子点还可以用作催化剂和传感器。由于其高比表面积和丰富的活性位点，黄光碳量子点可以提供更多的反应活性位点，从而提高催化反应的效率。同时，黄光碳量子点还可以通过与特定的分子相互作用，实现对分子的检测和传感。 黄光碳量子点作为一种新型的纳米材料，具有独特的光学和电学性质，被广泛研究和应用于生物医学、光电器件、催化剂和传感器等领域。随着对黄光碳量子点的研究不断深入，相信它们将为各个领域带来更多的应用和突破。

量子点材料的制备及性质探究

量子点材料的制备及性质探究近年来，随着物理学领域不断发展，一些新的材料也在不断被 研究和开发。其中，量子点材料是一种备受关注的材料，因为它 具有一些独特的物理和化学特性。在本文中，我们将探究量子点 材料的制备和性质。 量子点材料的概述 量子点材料是一种由数十到数百个原子或分子组成的微小结构，其尺寸通常在2-10纳米之间。这种材料的特性与体积材料不同， 因为它们的小尺寸导致了它们的量子限制性质，这在化学和物理 领域中很重要。 量子点材料的制备 创造量子点是一个复杂的过程，需要使用各种方法来制造、形 成和操纵这种材料。以下是一些制备量子点材料的方法：

溶剂热法制备：这是一种将材料溶解在有机溶剂中，然后加热 至高温的方法。高温下使得分子和原子形成聚集体，例如纳米结晶，最终形成量子点。 磊晶生长法制备：这是一种将材料沉积在晶体表面上，形成小 的结晶颗粒，然后控制其生长，最终形成量子点的方法。这种方 法需要高度的精确性和控制，通常用于制备复合量子点材料。 激光蒸气沉积法制备：这是一种用激光熔化前驱材料，然后将 其冷却并沉积在基底上的方法。这种方法用于制备结构更加精确、尺寸更大的量子点。 化学还原法制备：这是一种使用化学还原剂，如硼氢化钠或亚 硫酸钠将表面化合物还原为金属，最终生成量子点的方法。 量子点材料的性质 量子点材料具有多种特性，这赋予它们潜在的应用价值。下面 是一些重要的性质：

量子限制现象：由于体积小，量子点具有量子限制效应，这意味着电子或子波的光学和电学性质会被扭曲。 荧光性能：量子点具有出色的荧光性能，可以在光学和生物医学领域中应用。这种荧光特性通常由其化学成分和大小决定。 表面增强拉曼散射：表面增强拉曼散射是一种拉曼光谱特征，可以用于纳米颗粒的表面分子和化学键的测量。 结构和热力学性能：量子点的结构和热力学性质也受到尺寸限制的影响。这意味着量子点的力学性能、热稳定性和热导率均受到尺寸的限制。 结语 在本文中，我们探讨了量子点材料的一些制备和性质，为相关学科和应用提供了重要的见解。虽然这种材料还有很多未知的领域需要研究，但它的独特特性和潜在应用价值使得人们对它产生了浓厚的兴趣。

量子点的制备和性质研究

量子点的制备和性质研究 量子点是一种具有特殊电子性质的纳米材料，由于其大小约在1-10纳米之间，所以表现出了不同于宏观物质的量子限制效应。量子点有着广泛的应用前景，如光电子学、生物医学、能源等领域。但是要想实现这些应用，我们首先需要对量子点的制备和性质进行深入的研究。 一、量子点的制备 1.溶液法 溶液法是一种比较简单易行的制备方法，其中最常用的是热分解法。该方法基于一种高温有机反应，通常使用有机金属反应物和表面活性剂来控制量子点的大小和形态。溶液法制备的量子点可以制得均一分布的单分子量子点，但是产品的量产量和质量控制比较困难。 2.气相法

气相法是通过将金属蒸气或半导体热蒸发源进入气氛中，在气 氛中沉积沉积成量子点的一种方法。气相法比溶液法制备的量子 点具有更高的质量和量子效率，并且可以获得更高的量产量，但 是制备过程较为复杂，需要高度纯净的金属或化合物固体材料。 3.离子注入法 离子注入法是一种利用离子束技术将金属、半导体或材料离子 注入到衬底上，形成嵌入式量子点的制备方法。相比气相法和溶 液法，离子注入法具有更高的量子点分布均一性。但是这种方法 的制备难度较大，需要先制作出具有高质量晶体结构的衬底材料。 二、量子点的性质研究 1. 光学性质 由于其尺寸小于半个波长，所以量子点表现出了“量子限制效应”，其能量负载的电子受到强烈的限制而只能选择一定的能量级别。因此，量子点的发射光谱具有更窄的峰谷宽，比传统的荧光

染料更鲜明。此外，通过控制量子点的大小和形态，还可以改变其发射光谱，形成不同的颜色。 2. 电学性质 量子点材料具有优异的电学性质，如高光电转换率、低荫蔽效应、高光敏度和优异的载流子传输性能，这些性质使得量子点材料被广泛应用于光电器件领域。通过调节量子点的尺寸和形态，可以控制其光学和电学性质，以满足不同应用的需求。 3. 生物医学应用 量子点具备高度稳定性、可控性、荧光亮度高、较小的激发波长等优异性质，因此成为了生物医学研究中广泛应用的纳米荧光探针。研究人员可以将一定官能化的量子点单元绑定在生物分子的表面，通过它们的荧光性质进行性质的监测和定量分析。 总之，量子点材料具有独特的物理和化学性质以及广泛的潜在应用前景。随着人们对量子点制备和性质研究的不断深入，相信会有更多的创新型应用和高性能的光电器件被开发出来。