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碳量子点(CDs)具有低毒、发光效率高、耐光漂白以及光学特性好等优点，已被广泛应用于生物和化学传感、生物成像以及磷光材料制备等各个领域。而基于内滤效应的传感器，由于检测速度快，灵敏度高以及选择性好等特性被广泛应用到分析检测领域；另外，随着无机非金属室温磷光材料在信息安全以及防伪等方面的特殊应用，基于碳量子点的室温磷光材料已受到研究者越来越多的关注，尤其是室温长寿命磷光碳量子点。
本文内容主要包括利用内滤效应构建基于碳量子点的荧光传感体系，以及对长寿命室温磷光碳量子点的合成和性质研究。主要分为以下三个部分：
首先，以酸性品红6b和双氧水为原料在高温条件下一步水热法制备了高量子产率(22.3%)的碳量子点(CDs)，得到的CDs在2.6~3.2nm范围内具有较窄的尺寸分布，并发出蓝色荧光。尤其是，CDs的激发光谱位于320nm，与甲硝唑318nm处的吸收带互补重叠，从而产生高效的内滤效应(IFE)，且CDs的荧光强度随加入的甲硝唑浓度增大而降低。因此，本文欲利用IFE构建一种基于CDs简单的甲硝唑检测方法。所建立的方法线性范围为0–10μgmL-1，检出限为0.257μgmL-1；用于蜂蜜和甲硝唑药剂片中甲硝唑含量的检测，回收率分别为98.0%~105.1%和95.7%~106.5%。因此，该方法具有很高的选择性、灵敏度和准确度。
其次，将间苯二胺和PEG1500在稀的硫酸溶液中进行高温水热处理制备了绿色荧光发射的碳量子点(mPD-CDs)，其超高量子产率(QY=74.13%)尚未见文献报道。在mPD-CDs/Phen(1,10-Phenanthroline，邻二氮菲)共存体系中，制备的mPD-CDs的荧光随Fe2+的加入而猝灭，溶液颜色由无色变为红褐色，并不断加深(Fe2+浓度达到3.0μM时，肉眼可辨)。由此可构建基于mPD-CDs/Phen共存体系的荧光光度法和吸收光度法双模式的Fe2+定量方法。结果表明，两种方式线性范围分别为：0-25和25-50μM，以及0~60μM，检测限分别为0.59μM和2.98μM。此外，封装在聚乙烯醇(PVA)复合材料中的mPD-CDs具有室温延迟荧光性能。因此，这一发现也将有助于探索和发展高效率的光电器件。
再次，以乙二胺为碳源，磷酸水溶液为反应介质，通过微波辅助加热合成了具有超长寿命室温磷光的碳量子点(EDA-CDs)。固相条件下室温磷光寿命为887.55ms及水溶液在低温条件下最高磷光寿命可达1538.01ms，且环境条件下固体粉末余辉时间可达到8s肉眼可见，磷光性能优良，鲜见文献报道。同时将EDA-CDs水溶液负载到商用无荧光滤纸上，仍具有良好的室温磷光性能(τ=693.67ms)。然后，进一步研究发现，C=N/C=O键的存在是产生长寿命室温磷光的必要条件，因为它们有利于EDA-CDs的n-π*跃迁，以更为有效的促进三重态激子的隙间穿越(ISC)过程；以及在临界温度下，EDA-CDs水溶液由液相变为固相，提高了该体系的刚性及稳固性，导致更长寿命的磷光发射；此外，N元素和P元素的掺杂在磷光的发射中起到重要的作用。基于该EDA-CDs良好的室温磷光特性，在信息加密和图形防伪等领域有非常大的应用潜力。
本文内容主要包括利用内滤效应构建基于碳量子点的荧光传感体系，以及对长寿命室温磷光碳量子点的合成和性质研究。主要分为以下三个部分：
首先，以酸性品红6b和双氧水为原料在高温条件下一步水热法制备了高量子产率(22.3%)的碳量子点(CDs)，得到的CDs在2.6~3.2nm范围内具有较窄的尺寸分布，并发出蓝色荧光。尤其是，CDs的激发光谱位于320nm，与甲硝唑318nm处的吸收带互补重叠，从而产生高效的内滤效应(IFE)，且CDs的荧光强度随加入的甲硝唑浓度增大而降低。因此，本文欲利用IFE构建一种基于CDs简单的甲硝唑检测方法。所建立的方法线性范围为0–10μgmL-1，检出限为0.257μgmL-1；用于蜂蜜和甲硝唑药剂片中甲硝唑含量的检测，回收率分别为98.0%~105.1%和95.7%~106.5%。因此，该方法具有很高的选择性、灵敏度和准确度。
其次，将间苯二胺和PEG1500在稀的硫酸溶液中进行高温水热处理制备了绿色荧光发射的碳量子点(mPD-CDs)，其超高量子产率(QY=74.13%)尚未见文献报道。在mPD-CDs/Phen(1,10-Phenanthroline，邻二氮菲)共存体系中，制备的mPD-CDs的荧光随Fe2+的加入而猝灭，溶液颜色由无色变为红褐色，并不断加深(Fe2+浓度达到3.0μM时，肉眼可辨)。由此可构建基于mPD-CDs/Phen共存体系的荧光光度法和吸收光度法双模式的Fe2+定量方法。结果表明，两种方式线性范围分别为：0-25和25-50μM，以及0~60μM，检测限分别为0.59μM和2.98μM。此外，封装在聚乙烯醇(PVA)复合材料中的mPD-CDs具有室温延迟荧光性能。因此，这一发现也将有助于探索和发展高效率的光电器件。
再次，以乙二胺为碳源，磷酸水溶液为反应介质，通过微波辅助加热合成了具有超长寿命室温磷光的碳量子点(EDA-CDs)。固相条件下室温磷光寿命为887.55ms及水溶液在低温条件下最高磷光寿命可达1538.01ms，且环境条件下固体粉末余辉时间可达到8s肉眼可见，磷光性能优良，鲜见文献报道。同时将EDA-CDs水溶液负载到商用无荧光滤纸上，仍具有良好的室温磷光性能(τ=693.67ms)。然后，进一步研究发现，C=N/C=O键的存在是产生长寿命室温磷光的必要条件，因为它们有利于EDA-CDs的n-π*跃迁，以更为有效的促进三重态激子的隙间穿越(ISC)过程；以及在临界温度下，EDA-CDs水溶液由液相变为固相，提高了该体系的刚性及稳固性，导致更长寿命的磷光发射；此外，N元素和P元素的掺杂在磷光的发射中起到重要的作用。基于该EDA-CDs良好的室温磷光特性，在信息加密和图形防伪等领域有非常大的应用潜力。