荧光碳量子点的水热合成及其光学性能研究
碳量子点的新型合成方法
碳量子点的新型合成方法一、水热合成法。
水热合成法可是合成碳量子点的一种常用又有效的方法哟。
简单来说呢，就是在一个密封的反应釜里，把碳源和一些其他的试剂混合在一起，然后在一定的温度和压力下进行反应。
这个过程就好像给这些原料们创造了一个特殊的“小环境”，让它们在里面发生奇妙的变化，最终生成碳量子点。
比如说，咱可以用一些常见的碳源，像葡萄糖、蔗糖这些。
把它们溶解在水里，再加入适量的其他物质，像氢氧化钠之类的来调节反应的条件。
然后把这个混合溶液放到反应釜里，一般加热到160 200摄氏度左右，反应几个小时。
在这个过程中，碳源分子会在高温高压的作用下发生分解、碳化等一系列反应，最后就形成了碳量子点啦。
这种方法的优点可不少呢。
首先它操作起来相对简单，不需要特别复杂的仪器设备。
而且反应条件比较温和，对环境也比较友好。
生成的碳量子点尺寸比较均匀，发光性能也不错哟。
不过呢，它也有一些小缺点，比如说反应时间可能会比较长，而且有时候生成的碳量子点纯度可能不是特别高，还需要进一步的分离和提纯。
二、微波合成法。
微波合成法那可就更有意思啦！它利用微波的加热作用来促进碳量子点的合成。
微波就像一个神奇的“小助手”，它能让反应物分子快速地吸收能量，从而加快反应的速度。
具体操作的时候呢，咱还是先准备好碳源和其他试剂，把它们混合在一个合适的容器里。
然后把这个容器放到微波炉里，设定好合适的微波功率和反应时间，一般功率在几百瓦左右，反应几分钟到十几分钟不等。
在微波的作用下，反应物分子会迅速被激活，快速地发生反应生成碳量子点。
这种方法的最大优点就是反应速度快呀！相比于水热合成法，它能在很短的时间内就完成反应，大大提高了合成的效率。
而且它还能更好地控制碳量子点的尺寸和性能呢。
不过呢，微波合成法对设备的要求会高一些，需要专门的微波反应装置。
而且如果操作不当的话，可能会出现局部过热等问题，影响合成的效果。
三、电化学合成法。
电化学合成法也是一种挺新颖的合成碳量子点的方法哟。
碳量子点的制备与介绍
碳量子点的制备与介绍碳量子点（Carbon Quantum Dots，CQDs）是一种直径小于10纳米的碳基纳米材料。
它们具有许多优良的性质，如较高的化学稳定性、优异的光学性能和生物相容性，因此在生物医学、能源存储和光电器件等领域具有广泛的应用潜力。
本文将介绍碳量子点的制备方法以及它们的一些主要特性。
首先，我们来看一下碳量子点的制备方法。
目前有几种常用的方法用于合成碳量子点，包括炭化物热解法、水热法和微波辐射法等。
下面分别介绍这些方法。
炭化物热解法是一种将有机化合物热解得到碳量子点的方法。
一般来说，选择含有碳、氮和氧等原子的有机化合物作为前体材料，通过高温热解反应将有机分子分解生成碳量子点。
这种方法可以制备出具有较窄的光谱带宽、较高的量子产率和较好的稳定性的碳量子点。
水热法是一种简单易行的方法用于制备碳量子点。
简单而言，将有机化合物溶解于溶剂中，加入适量的酸碱物质进行反应，在高温高压的条件下，有机分子会发生裂解生成碳量子点。
这种方法制备的碳量子点具有较高的荧光量子产率、较大的布朗运动和较好的稳定性。
微波辐射法是一种利用微波辐射加热的方法制备碳量子点。
通过将有机化合物溶解于溶剂中，放入微波反应器中，利用微波辐射来加热溶液，有机分子会裂解生成碳量子点。
这种方法制备的碳量子点具有较快的反应速率、较窄的发射峰宽度和较高的量子产率。
接下来，我们来看一下碳量子点的一些主要特性。
首先，碳量子点具有较高的化学稳定性，能够在不同的环境条件下保持其光学性能和稳定性。
其次，碳量子点具有优异的光学性能，具有较高的荧光量子产率和较窄的发射峰宽度，可以在可见光范围内发光。
此外，碳量子点还具有较好的生物相容性，可以应用于生物医学领域，如成像和药物传递等。
最后，碳量子点还可以应用于能源存储和光电器件等领域，如太阳能电池和光电催化等。
综上所述，碳量子点是一种新型的纳米材料，具有许多优秀的性质和潜在应用。
随着对其制备方法的不断优化和对其性质的深入研究，相信碳量子点在各个领域中的应用将得到更大的拓展和发展。
碳量子点制备目的
碳量子点制备目的
1.光学性能研究：碳量子点具有独特的光学性质，如荧光发射、磷光、电致发光等，其荧光量子产率高、稳定性好且颜色可调，因此，通过制备碳量子点来探究其光学性质及其影响因素，以期开发新型光学材料。
2.生物成像应用：碳量子点尺寸小、生物相容性良好，无毒副作用，可以标记细胞或组织用于生物成像和追踪，包括荧光显微镜、共聚焦显微成像、活体成像等多种生物医学成像技术中。
3.传感器与检测器：利用碳量子点对特定物质的敏感响应，可以设计制作各种化学传感器和生物传感器，应用于环境监测、食品安全检测、临床诊断等领域。
4.能源与催化领域：碳量子点在光电转换、光催化、电催化等方面展现出潜在的应用价值，例如用作太阳能电池材料、光催化剂以及电化学传感中的信号放大标签等。
5.药物传输载体：因其良好的稳定性和可功能化特性，碳量子点可以用作药物载体，实现药物的选择性输送和控制释放。
6.纳米电子器件：鉴于碳量子点的半导体性质，研究者尝试将其应用于纳米电子学领域，作为构建纳米级电子元件的候选材料之一。
PVA-碳量子点复合荧光水凝胶的制备及性能研究
PVA-碳量子点复合荧光水凝胶的制备及性能研究马玉林;樊晓慧;毛林韩;崔聪聪;黄巧雨;陈朝霞;张玉红【期刊名称】《湖北大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2024(46)1【摘要】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。
【总页数】9页(P77-85)【作者】马玉林;樊晓慧;毛林韩;崔聪聪;黄巧雨;陈朝霞;张玉红【作者单位】有机化工新材料省部共建协同创新中心【正文语种】中文【中图分类】O631【相关文献】1.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2.聚乙烯醇/碳量子点复合荧光纤维的制备及检测性能3.单激发双发射近红外荧光碳量子点制备、荧光性能与细胞成像4.聚丙烯酰胺/碳量子点/氧化石墨烯复合水凝胶制备及其性能分析5.碳量子点/聚乙烯醇复合膜的制备及其荧光性能研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2017(038)010【总页数】8页(P1287-1294)【关键词】量子点复合物;ZnO量子点;碳量子点;光谱可调;白色荧光【作者】杨广武;张守超;王翠红;朱飞;江越【作者单位】天津城建大学理学院,天津 300384;天津城建大学理学院,天津300384;天津城建大学理学院,天津 300384;天津城建大学理学院,天津 300384;天津城建大学理学院,天津 300384【正文语种】中文【中图分类】O482.31;O469Abstract: 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, respectively. 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 andC-QDs, the spectra of as-prepared ZnO/C-QDs show continuously variable properties, and white fluorescence can be observed from the ZnO/C-QDs. Key words: quantum mixture; ZnO quantum; carbon quantum; variable spectra; white fluorescence荧光量子点为一种零维的荧光材料，由于其特殊的电学、光学特性，在照明、能源、催化以及医疗等领域有着广泛的应用[1-4]。
碳量子点实验报告
碳量子点实验报告引言碳量子点是一种直径小于10纳米的碳基纳米结构，在过去几年中引起了广泛的研究兴趣。
由于碳量子点具有优异的光电性能和良好的光稳定性，它们被广泛应用于光电器件、生物传感和光催化等领域。
本实验旨在合成和表征碳量子点，并研究其光吸收和荧光发射性质。
实验方法1. 碳量子点的合成碳量子点的合成采用溶剂热法。
首先，将0.2克的葡萄糖溶解在10毫升的脱离水的乙二醇中，搅拌至完全溶解。
接着，将50毫升的脱离水的乙二醇倒入一只250毫升容量的三口瓶中，并加入100毫升的葡萄糖溶液。
瓶子帽子打开，置于加热板上，用石油醚做冷却水，并搅拌CB插捏在瓶里摇晃，将反应溶液加热至170摄氏度，保温8小时。
随后，冷却至室温。
2. 碳量子点的表征采用紫外可见光谱仪(UV-Vis)对合成的碳量子点进行光吸收性质的表征。
将已合成的碳量子点溶液稀释后，使用紫外可见光谱仪测量其在200-800纳米范围内的吸收光谱。
再利用荧光光谱仪对碳量子点进行荧光发射特性的测试。
将溶解于脱离水的乙二醇中的样品的稀释液滴在玻璃基片上，使用荧光光谱仪对其发射光谱进行测量。
3. 结果与讨论光吸收性质从UV-Vis光谱中可以观察到在200-400纳米范围内的吸收峰，峰值位于300纳米附近。
这表明碳量子点能够吸收紫外光，具有光敏性。
吸收峰的出现可能是由于碳量子点表面的有机官能团的贡献。
荧光发射特性荧光光谱仪测得的发射光谱显示，碳量子点在400-600纳米范围内发射强烈的荧光。
光谱峰位于500纳米附近，此处是碳量子点最强的荧光发射波长。
这说明碳量子点具有优异的荧光特性，可以用作生物标记和生物传感器等应用领域。
结论通过本实验成功合成了碳量子点，并表征了其光吸收和荧光发射性质。
实验结果显示，合成的碳量子点具有优异的光吸收性能和荧光发射特性。
这为进一步研究和应用碳量子点提供了基础。
参考文献[1] Lim SY, Shen W, Gao Z. Carbon quantum dots and their applications. Chem Soc Rev. 2015;44(1):362-381.[2] Baker SN, Baker GA. Luminescent carbon nanodots: emergent nanolights. Angew Chem Int Ed Engl. 2010;49(38):6726-6744.。
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【总页数】5页(P269-273)【关键词】焦粉;碳量子点;荧光性能;混合酸;水热法;表征【作者】周尽晖;丁玲;彭泽泽;李世迁;赵希然;方红明【作者单位】武汉科技大学化学与化工学院,湖北武汉,430081;武汉科技大学煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室,湖北武汉,430081;武汉科技大学化学与化工学院,湖北武汉,430081;武汉科技大学煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室,湖北武汉,430081;武汉科技大学化学与化工学院,湖北武汉,430081;福建师范大学福清分校近海流域环境测控治理福建省高校重点实验室,福建福清,350300;武汉科技大学化学与化工学院,湖北武汉,430081;武汉科技大学化学与化工学院,湖北武汉,430081【正文语种】中文【中图分类】O613.7荧光纳米碳量子点 (Carbon quantum dots,CQDs)是一种非金属的零维荧光纳米材料，与传统的半导体量子点相比，它具有荧光发射可调谐、宽激发波长、光稳定性、无光漂白现象、化学构成温和以及合成修饰简单等优点[1]。
cds碳量子点
CDS碳量子点概述CDS碳量子点是一种新型的碳基材料，具有优异的光电性能和潜在的应用前景。
碳量子点（Carbon Dots，简称CQDs）是一类尺寸小于10纳米的碳纳米材料，具有许多独特的特性，如荧光、电化学和光电性能等。
CDS碳量子点是由硫化碳（Carbon Disulfide）合成的碳量子点，其在荧光材料、生物成像、光电子器件等领域具有广泛的应用前景。
合成方法CDS碳量子点的合成方法多种多样，常见的方法包括溶剂热法、微波法、水热法等。
下面以水热法为例，介绍CDS碳量子点的合成过程：1.准备硫化碳溶液：将硫化碳溶解在适量的溶剂中，如水或有机溶剂。
溶液中的硫化碳浓度越高，合成的CDS碳量子点的荧光强度越高。
2.加热反应：将硫化碳溶液加热至一定温度，常见的反应温度为100-200摄氏度。
加热的过程中，溶液中的硫化碳会发生裂解和聚合反应，生成碳量子点。
3.调控反应条件：在反应过程中，可以通过调节温度、反应时间、溶剂种类等参数来控制CDS碳量子点的大小、形状和荧光性能。
4.分离和纯化：将反应溶液中的CDS碳量子点通过离心、过滤等方法分离出来，并用纯溶剂进行洗涤和纯化，去除杂质。
5.表征分析：通过透射电子显微镜（TEM）、紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、荧光光谱等技术对合成的CDS碳量子点进行表征和分析，确定其大小、形状、结构和荧光性能等。
特性与应用CDS碳量子点具有以下几个重要的特性和应用潜力：1. 荧光性能CDS碳量子点具有宽波长荧光发射特性，其发射峰位于可见光区域。
荧光强度和发射峰可以通过调节合成条件来实现。
CDS碳量子点在荧光探针、生物成像、光电子器件等领域具有广泛的应用前景。
2. 生物兼容性CDS碳量子点具有优异的生物兼容性，可以在生物体内进行成像和治疗。
由于其尺寸小、荧光性能好、毒性低等特点，CDS碳量子点在生物医学领域具有重要的应用潜力，如生物成像、药物传递、癌症治疗等。
3. 光电子器件CDS碳量子点在光电子器件中可以作为荧光材料、光电转换材料等。
碳量子点的制备及性能研究
碳量子点的制备及性能研究一、本文概述随着纳米科技的迅速发展，碳量子点（Carbon Quantum Dots，简称CQDs）作为一种新兴的碳纳米材料，以其独特的光学性质、良好的生物相容性和环境友好性，在生物成像、光电器件、药物传递和环境治理等领域展现出广阔的应用前景。
本文旨在全面介绍碳量子点的制备方法、结构特性以及潜在的应用价值，通过深入研究和分析，为碳量子点的进一步应用和发展提供理论支持和实践指导。
本文将首先综述碳量子点的制备技术，包括自上而下和自下而上两大类方法，如激光烧蚀、电化学氧化、热解和微波合成等。
随后，文章将重点探讨碳量子点的光学性能、电子结构和表面性质，以及这些性质如何影响其在实际应用中的表现。
本文还将对碳量子点在生物成像、光电器件、药物传递和环境污染治理等领域的应用进行详细介绍，并展望其未来的发展趋势和挑战。
通过本文的阐述，我们期望能够为读者提供一个关于碳量子点制备及性能研究的全面视角，并激发更多科研工作者对这一领域的兴趣和热情，共同推动碳量子点在纳米科技领域的发展和应用。
二、碳量子点的制备方法碳量子点的制备方法多种多样，主要包括自上而下法（Top-Down）和自下而上法（Bottom-Up）两大类。
自上而下法主要是通过物理或化学方法将大尺寸的碳材料（如石墨、碳纳米管等）剥离成小的碳量子点。
这些方法包括激光烧蚀法、电弧放电法、电化学氧化法等。
这些方法制备的碳量子点通常具有较好的结晶性和稳定性，但尺寸分布较宽，制备过程可能涉及高温或高压，操作条件较为苛刻。
自下而上法则是通过小分子前驱体的热解、水解或化学合成等方式，逐步生长成碳量子点。
常用的方法有热解法、水热法、模板法、微波法等。
这些方法制备的碳量子点尺寸较为均匀，可以通过改变前驱体或反应条件来调控碳量子点的结构和性质。
自下而上法制备过程相对温和，操作简便，有利于实现大规模生产。
除了上述两类方法外，还有一些新兴的制备方法，如超声剥离法、溶剂热法、表面功能化法等。
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。
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• 水热合成法主要操作流程
修饰剂
充分搅拌
碳源 透明溶液 蒸馏水
充分搅拌
透明溶液
碳量子 点溶液
一定反应温度、反应时间
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3 实验进展
柠 檬 酸
柠 檬 酸 + 乙 二 胺
无修饰剂（左）和用乙二胺作修饰剂（右）碳量子点紫外灯下荧光图片 #
3.5 3.0 2.5 2.0
CA CA+EDA
Abs
1.5 1.0 0.5 0.0
本实验采用合成方法：水热法
碳源：柠檬酸、抗坏血酸、葡萄糖 修饰剂：乙二胺、巯基乙醇、对苯二胺
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2 实验方案
UV-Vis
碳源
修饰剂
加热温度
加热时间
性能检测
PL
技 术 路 线
碳点制备
抗腐蚀
抗光照
抗氧化
性能表征
XPS
FTIR
TEM
UV-Vis
PL
碳点筛选 PVA 筛选 PVA+ CDs 器件 光效测试
相容性检测检测
②发光机理
（1）激子辐射复合引起的发光推测 碳点在合成过程中，表面形成能量势阱 ，将电子困在里面，从而引起电子与空穴对 发生辐射复合。 （2）由表面态与本征态引起的发光推测 碳材料在制备合成过程中将极性基团连 接到边缘结构，或者材料本身具有特殊的边 缘结构，这就对发光产生比较大的影响，因 此推测，碳点的发光可能源于受到边缘与表 面状态。 （3）本征态与分子态引起的发光推测 伴随着分子态的出现，即碳点发光中心 的分子形式不同，或者说碳点上连接着分子 发色团。
高荧光碳量子点水热合成及 其稳定性研究
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目
1 2 3
录
课题背景 实验方案
实验进展 后期工作
4
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研究背景
• 量子点：三维均位于100nm以下
激子 量子点界面
细 胞 成 像
的准零维纳米材料，其半径通常小于 体材料的激子玻尔半径。
r
激子玻尔半径
激光器
分 子 示 踪
光电探测器
• 碳量子点： 一种新型碳纳米材
4000
wavelength/nm
2000
0
350
400
450
wavelength/nm
500
550
600
650
700
无修饰剂和用乙二胺作修饰剂碳量子点激发光 谱图和归一化谱图（右上）
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温度：200℃ 时间：7h
7000 6000 5000
Intensity
4000 3000 2000 1000 0 350 400 450 500 550 600 650 700
Wavelength (nm)
#
温度：190℃ 时间：9h
7000 6000 5000
Intensity
4000 3000 2000 1000 0 350 400 450 500 550 600 650 700
Wavelength (nm)
#
温度：190℃ 时间：6h
8000
6000
Intensity
-0.5 200
300
400
wavelength/nm
500
600
700
800
无修饰剂和用乙二胺作修饰剂碳量子点 紫外-可见吸收光谱图
#
已完成内容
1.0
8000
CA CA+EDA
Normalized1
0.8
0.6
0.4
6000
0.2
Intensity
0.0 350 400 450 500 550 600 650 700
表征步骤三 中复杂环境 下碳点溶液 ，PVA复合 ，测试其发 光性能
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料，是一种粒径小于 10nm 、表面富含 多种有机官能团、微观近似准球形且 具有荧光性能的碳纳米颗粒。
量子点的应用
有 机 官 能 团
• 优势：与半导体量子点相比，具有
荧光稳定性好，生物相容性强，毒性 低粒径小发射波长可调控以及上转换 荧光性质等优点。 碳量子点结构 示意图
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• 国内外研究现状
研究背景
①合成机理（水热合成法）
常见有机小分子 碳化、脱氢基官 能团
碳链骨架相互连 接，形成碳的聚 合体
有机官能团封端， 形成碳量子点。
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1.1 碳点制备方法
自上而下法：大尺寸粉末或固体为原料，通过物理或化学 方法“切割”为尺寸较小的碳点，如：燃烧法、电化学法 、激光刻蚀法、等离子体法、电弧放电等。 自下而上法：小分子有机物为原料，如柠檬酸、葡萄糖、 芳香烃、聚乙二醇等，通过化学反应得到尺寸较大的碳点 ，包括、超声法、模板法、水热法。
4000
2000
0
350
400
450
500
550
பைடு நூலகம்600
650
700
Wavelength (nm)
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4 后期工作
（1） （2）
（3）
（4）
改变修饰剂 的种类，观 察荧光性能 的变化，并 与含氮修饰 剂作比较
保持修饰剂 种类不变， 改变温度和 时间，观察 荧光性能随 温度和时间 的变化
筛选发光性 能优异的碳 点，对其进 行抗腐蚀、 耐氧化、耐 紫外测试