【摘 要】
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碳量子点(CQDs)由于低毒性、易制备、成本低廉、生物相容性好、导电性好、比表面积大等诸多优势被广泛应用在生物成像、细胞荧光探针、LED、超级电容器等领域。作为荧光探针,大量CQDs研究结果表明可成功检测有机物、金属离子,但却很少有学者关注CQDs在恶劣环境下荧光探针的稳定性。同样,尽管CQDs的发射波长能够覆盖整个可见光波段,但其发射机理目前还没有统一的定论。而且,CQDs应用在超级电容器的研究
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碳量子点(CQDs)由于低毒性、易制备、成本低廉、生物相容性好、导电性好、比表面积大等诸多优势被广泛应用在生物成像、细胞荧光探针、LED、超级电容器等领域。作为荧光探针,大量CQDs研究结果表明可成功检测有机物、金属离子,但却很少有学者关注CQDs在恶劣环境下荧光探针的稳定性。同样,尽管CQDs的发射波长能够覆盖整个可见光波段,但其发射机理目前还没有统一的定论。而且,CQDs应用在超级电容器的研究还处在初级阶段,寻找一种CQDs与传统电极材料有效复合最终达到增强电化学性能的方式具有一定的指导意义。针对CQDs,该文系统研究了其发光特性和机理及在荧光探针和超级电容器领域的特性,主要研究结果如下:(1)利用柠檬酸和邻苯二胺,通过一步水热法制备蓝色荧光CQDs。CQDs在各种恶劣环境中表现出优异的荧光稳定性。随后,由于CQDs与Fe3+之间形成非发光配合物,荧光被明显猝灭,证明了制备的CQDs能够通过内滤效应和静态猝灭的协同作用测定Fe3+。并将该检测器应用于实际样品中Fe3+的定量分析,发现其具有环境适应的能力。(2)以邻苯二胺为主要前驱体,采用绿色合成一步溶剂热法制备了多色CQDs。在制备过程中只使用水和乙醇作为溶剂,极大的降低了后续纯化的难度和对环境的污染。可见,该合成工艺是绿色环保的。通过透射电子显微镜、X射线光电子能谱、拉曼光谱和傅里叶变换光谱,阐明了制备得到CQDs具有蓝、黄绿、黄和红光发射,揭示了CQDs的红移的机理。并将多色CQDs构造出LED芯片。为绿色大规模合成多色发射的CQDs提供了一条行之有效的技术路径。(3)采用(1)制备CQDs,仅通过一步水热将其与原始NiCo2S4相复合。制备的Ni Co2S4展现出立方体形貌,且与CQDs复合后的产物具有更小的纳米尺寸,电化学性能大幅提升。不仅如此,复合材料与石墨烯组装成超级电容器后成功点亮了(2)制造的LED器件。
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