碳量子點(diǎn)的制備以及對(duì)Cu2+和Fe3+的檢測(cè).pdf

1、碳納米材料主要包括碳納米顆粒，碳納米管，石墨烯和富勒烯。這些碳材料具備很多優(yōu)良的性質(zhì)，比如極好的磁學(xué)，電學(xué)，光學(xué)性質(zhì)等等。特別是碳量子點(diǎn)自從2004年被首次發(fā)現(xiàn)以來(lái)引起了研究者普遍的關(guān)注。碳量子點(diǎn)是一種粒徑小于10 nm的分散性良好的，形狀近似球形的碳納米材料，具有量子限域效應(yīng)和邊緣效應(yīng)。作為一種新型的熒光碳納米功能材料，碳量子點(diǎn)具有很多優(yōu)良的性質(zhì)，包括較低的毒性，極好的光穩(wěn)定性，良好的生物兼容性，化學(xué)惰性和低成本。這些優(yōu)良的性質(zhì)使其在

2、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物傳感、生物成像、太陽(yáng)能電池，發(fā)光二極管、光電轉(zhuǎn)換和光催化等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。碳量子點(diǎn)的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。碳量子點(diǎn)團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)包括分子結(jié)構(gòu)與晶體結(jié)構(gòu)。碳量子點(diǎn)的分子結(jié)構(gòu)決定電子結(jié)構(gòu)，與性質(zhì)密切相關(guān)。研究結(jié)果表明：碳量子點(diǎn)的氧化程度越高，則分子的含氧官能團(tuán)增加，光致發(fā)光的發(fā)射光譜會(huì)發(fā)生紅移。也可以通過(guò)摻入氮，磷，硼，硫等元素來(lái)改變電子結(jié)構(gòu)從而調(diào)節(jié)碳量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)。晶體結(jié)構(gòu)決定表面結(jié)構(gòu)，碳量子點(diǎn)的表面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系重大，所以

3、研究碳量子點(diǎn)的分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系至關(guān)重要。但是目前各種原料和方法制備的碳量子點(diǎn)都是混合物，不僅成分復(fù)雜，而且晶體結(jié)構(gòu)多樣，這給研究碳量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系帶來(lái)挑戰(zhàn)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴用已知分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)的純化合物9-Hydroxyphenalenone(HPHN)通過(guò)更換溶劑法制備了發(fā)藍(lán)色熒光的 HPHN量子點(diǎn)。通過(guò)透射電子顯微鏡和動(dòng)態(tài)光散射確定HPHN量子點(diǎn)的粒徑主要分布在3-6nm，并通過(guò)HPH

4、N分子的晶體結(jié)構(gòu)構(gòu)建了HPHN量子點(diǎn)晶體的團(tuán)簇結(jié)構(gòu)，并研究了量子點(diǎn)的吸收光譜與溶液吸收光譜之間的區(qū)別，說(shuō)明表面結(jié)構(gòu)對(duì)量子點(diǎn)的性質(zhì)的影響的重要性。所制備的HPHN量子點(diǎn)可以靈敏的檢測(cè)銅離子。從實(shí)驗(yàn)和理論上驗(yàn)證了銅離子使HPHN量子點(diǎn)熒光發(fā)生猝滅的機(jī)理。⑵用廉價(jià)綠色碳源焦煤作為原料，分別用雙氧水氧化和臭氧氧化用兩種簡(jiǎn)單，綠色的方法來(lái)制備碳量子點(diǎn)(CQDs)，兩種方法得到的碳量子點(diǎn)的尺寸均分布在3nm左右，在365nm的紫外燈的照射下都發(fā)出黃