【摘 要】
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碳量子点(CDs)不但具有优异的光致发光性能,还具有如低毒、生物相容性、高量子产率、超高比表面积、化学惰性、优异的电子转移性能等。迄今为止,CDs被广泛认为是一种非常有前途的纳米材料,在不同的领域有巨大的应用,包括传感器、储能、药物递送、生物成像、催化和发光二极管(LEDs)领域。然而目前报道的碳点的发射波长大多数集中在蓝绿光区,红光和近红外区域发光的碳点目前还比较少,并且人们对于多色发光体系还没
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碳量子点(CDs)不但具有优异的光致发光性能,还具有如低毒、生物相容性、高量子产率、超高比表面积、化学惰性、优异的电子转移性能等。迄今为止,CDs被广泛认为是一种非常有前途的纳米材料,在不同的领域有巨大的应用,包括传感器、储能、药物递送、生物成像、催化和发光二极管(LEDs)领域。然而目前报道的碳点的发射波长大多数集中在蓝绿光区,红光和近红外区域发光的碳点目前还比较少,并且人们对于多色发光体系还没有做出一个明确的机理解释,因此选择合适的前体,调节恰当的反应条件制备长波发射的碳点或者一系列碳点,并探究多色碳点形成的机理,就显得十分重要,本文具体工作如下:(1)以邻苯二胺为碳源,在硝酸的作用下,利用水热法合成了一种具有近红外发光的CDs,尺寸均在4.7 nm左右。此碳点溶解在具有不同极性的有机溶剂中,显示出不同的发射位置和发射颜色,进而能够对不同极性的溶剂进行区分,即所谓的“溶剂化效应”。另外,此碳点还可以用作检测有机相中的痕量水:碳点溶解在乙醇溶液中,随着水的加入,在605 nm处发射强度逐渐减弱,而360 nm位置发射强度不变,因此在这种情况下此碳点被用作湿度检测探针,检测范围为0-100%,LOD=0.02%。除此之外,我们还制备了一系列碳点&聚合物薄膜,溶剂中的“溶剂化效应”可继承到固态基质中,直接证明了本碳点在固态照明方面广阔的应用前景。(2)采用邻苯二胺和丝氨酸为碳源,利用水热法通过简单的调节反应温度和酸度,合成了五种碳点,这五种碳点的发射位置从蓝色区域依次过渡到红色区域,组成一个全色发光体系。通过一系列的透射电镜、拉曼光谱、固体紫外等表征,验证了合成的碳点体系符合量子尺寸效应,即发射位置和尺寸呈线性关系,发射位置随着共轭面积大小变化而变化。值得提出的是,基于体系的多色发光特性,制备了碳点&聚合物薄膜,碳点在溶液中的发光特效能够很好的继承到固体基质中。同时,还制作了基于碳点&聚合物薄膜的多色发光二极管和白色发光二极管。这些应用证实了多色碳点在固态照明器件方面远大的应用前景。
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