氮掺杂碳量子点的合成综述
氮掺杂碳量子点
氮掺杂碳量子点
氮掺杂碳量子点（Nitrogen-doped carbon quantum dots）是一种纳米级的碳材料，具有荧光性质和低毒性。
氮掺杂可以改变碳量子点的电子结构，增强其荧光性能和化学稳定性。
氮掺杂碳量子点可以通过简单的合成方法制备，常见的方法包括热处理、微波辅助合成、溶剂热法等。
氮掺杂碳量子点在生物成像、生物传感、能源储存等领域具有广泛的应用潜力。
由于其荧光性质优良且对生物体无毒性，可以作为生物标记物，用于细胞成像和药物释放监测等。
此外，氮掺杂碳量子点在光电器件、催化剂、传感器等方面也有着重要的应用价值。
在制备氮掺杂碳量子点时，通常会选择含氮原料和碳源进行反应。
氮原料可以是氨、尿素等，而碳源可以是葡萄糖、柠檬酸等有机物。
通过控制反应条件和材料比例，可以调控氮掺杂量和碳量子点的形貌、尺寸等特性。
总而言之，氮掺杂碳量子点是一种多功能的纳米材料，具有广泛的应用前景。
通过调控其合成方法和材料组成，可以进一步优化其性能，满足不同领域的需求。
一种氮掺杂碳量子点修饰富氮石墨型氮化碳光催化剂的制备方法与流程
一种氮掺杂碳量子点修饰富氮石墨型氮化碳光催化剂的制备方
法与流程
制备方法：
1. 环境友好合成富氮石墨型氮化碳：将尿素和氯化铝溶液混合，通过水热法在高温下反应，得到富氮石墨型氮化碳。
2. 合成氮掺杂碳量子点：将葡萄糖或某种有机物溶解在水中，加入氨水和硝酸等氮源，并进行高温煅烧，得到氮掺杂碳量子点。
3. 修饰氮化碳光催化剂：将合成的氮掺杂碳量子点加入富氮石墨型氮化碳中，并进行超声处理，使其充分均匀分散在氮化碳表面，得到氮掺杂碳量子点修饰的富氮石墨型氮化碳光催化剂。
流程：
1. 将尿素和氯化铝溶液按一定比例混合搅拌均匀，并置于高温水热釜中进行水热反应，保持一定时间，使其形成富氮石墨型氮化碳。
2. 将葡萄糖或某种有机物溶解在适量的水中，加入适量的氨水和硝酸等氮源，并进行高温煅烧，得到氮掺杂碳量子点。
3. 将合成的氮掺杂碳量子点加入富氮石墨型氮化碳中，并进行超声处理，使其充分均匀分散在氮化碳表面，得到氮掺杂碳量子点修饰的富氮石墨型氮化碳光催化剂。
4. 对修饰后的光催化剂进行表征，如扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱等，分析其形貌结构和化学组成。
5. 在光催化反应装置中，将修饰后的光催化剂作为光催化剂，进行有机污染物的降解实验，考察其光催化性能。
6. 对实验结果进行数据处理和分析，评估氮掺杂碳量子点修饰
富氮石墨型氮化碳光催化剂的光催化性能。
7. 优化修饰工艺和材料配比，进一步提高光催化剂的性能。
8. 最终得到制备方法和流程优化的氮掺杂碳量子点修饰富氮石墨型氮化碳光催化剂。
氮掺杂碳量子点的制备及Pb2+测定
基础研究
天津科技 TIANJIN SCIENCE & TECHNOLOGY
Vol.45 No.4 Apr. 2018
氮掺杂碳量子点的制备及 Pb2+测定
张 宁，张海容
(忻州师范学院生化分析技术研究所 山西忻州 034000)
摘 要：以壳聚糖为原料，采用高温热解法制备了表面带有氨基的氮掺杂荧光碳量子点(CQDs)。CQDs 制备的最适 宜条件为：温度 400,℃、反应时间 90,min，所制备的 CQDs 可用于痕量 Pb2+的检测。实验表明，在 pH 值为 6.41 的 三酸缓冲溶液中，CQDs 浓度为 3.28×10-6,mol/L，加入不同浓度 Pb2+常温保持 10,min，于激发波长 340,nm，发射波 长为 410,nm 测定猝灭荧光，Pb2+浓度与体系荧光猝灭(ΔF)呈良好的线性关系，用于实际样品自来水中 Pb2+测定，
量子点。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂 SL01 低速离心机(知信仪器)；美诚 Huich 马弗
炉(华夏仪表厂)；F-4600 荧光分光光度计(日本岛 津)；AB204-N 分析天平(Mettler-Toledo Group 公 司)；SB-5200DTDN 超声波清洗器(宁波新芝生物科 技股份有限公司)。
1.3 碳量子点的荧光测定 1.3.1 取 1,mL 碳 量 子 点 溶 液 加 入 比 色 皿 中 ，用 F-4600 荧光分光光度计[5]进行光谱扫描，扫描速度为 1,200,r/min，狭缝宽度为 10,nm，测得壳聚糖的最佳 激发波长、发射波长及对应波长下的荧光强度。如 图 1 所示，荧光碳点的激发波长为 340,nm，发射波长 为 410,nm。
氮掺杂碳量子点的制备方法[发明专利]
![氮掺杂碳量子点的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e80a4d83a45177232e60a209.png)
专利名称：氮掺杂碳量子点的制备方法专利类型：发明专利
发明人：丘洁龙
申请号：CN201710030974.8
申请日：20170117
公开号：CN106800929A
公开日：
20170606
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种氮掺杂碳量子点的制备方法，包括：将木质素、去离子水混合后，调节体系pH为碱性，第一次加热搅拌处理，得到木质素分散液；在木质素分散液中加入羧基化试剂、活化剂，恒温搅拌反应，反应结束后离心处理，收集泥浆状产物，干燥后得到羧化木质素；将羧化木质素和去离子水混合后，第二次加热搅拌处理，得到羧化木质素分散液；在羧化木质素分散液中加入氨基化试剂，恒温搅拌反应，得到氨基化木质素分散液；将氨基化木质素分散液转移至高压反应釜中，在120‑200℃条件下，恒温水热反应3‑5h后取出，将反应液置于冰水混合物中冷却至室温；依次经离心、透析、干燥处理后，得到氮掺杂碳量子点。
申请人：TCL集团股份有限公司
地址：516006 广东省惠州市仲恺高新技术开发区十九号小区
国籍：CN
代理机构：深圳中一专利商标事务所
代理人：黄志云
更多信息请下载全文后查看。
氮掺杂碳量子点的制备及其作为荧光
氮掺杂碳量子点的制备及其作为荧光在材料科学和光电领域，氮掺杂碳量子点因其独特的光学性质和广泛的应用前景而受到广泛关注。
氮掺杂是通过将氮原子引入碳量子点的晶格结构中来实现的。
本文将介绍氮掺杂碳量子点的制备方法以及其在荧光领域中的应用。
首先，制备氮掺杂碳量子点的方法有多种多样。
最常用的方法是热分解方法。
在这种方法中，一般会选择含有碳源和氮源的前体材料，通过加热使其发生热分解反应。
常见的碳源包括葡萄糖、硝基苯胺等，而氨气或尿素常被用作氮源。
通过控制反应条件，如温度、反应时间等，可以调节氮掺杂量子点的粒径和形貌。
其次，氮掺杂碳量子点由于其独特的光学性质，在荧光标记和生物成像领域中具有广泛的应用潜力。
由于氮原子的引入，氮掺杂碳量子点具有较高的量子产率和较好的荧光稳定性。
此外，氮掺杂碳量子点还具有较窄的发射光谱和较长的寿命，使其在多色荧光标记和超分辨成像中具有优势。
在荧光标记方面，氮掺杂碳量子点能够与生物分子特异性结合，例如蛋白质、核酸等，实现对生物分子的高灵敏检测和定量分析。
此外，通过调节氮掺杂量子点的表面性质，如改变表面修饰基团的种类和密度，可以实现对其荧光性质的调控，进一步拓展其在荧光标记中的应用范围。
在生物成像方面，氮掺杂碳量子点具有较好的光学性质和生物相容性。
其在生物体内的荧光成像能够提供高对比度和高分辨率的图像，并且对于生物体产生的背景信号有较好的抑制能力。
此外，氮掺杂碳量子点还可以通过表面功能化实现对其生物分布和代谢行为的追踪，为生物医学研究提供重要信息。
总之，氮掺杂碳量子点具有制备方法简单、光学性质优异、应用前景广泛等特点。
随着对其制备技术和应用研究的不断深入，相信氮掺杂碳量子点在光电领域中的应用将会得到更多突破和发展，为解决生命科学和能源领域的问题做出更大贡献。
简析N掺杂功能炭材料的合成、结构与性能
简析N掺杂功能炭材料的合成、结构与性能本文从网络收集而来，上传到平台为了帮到更多的人，如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载本文档（有偿下载），另外祝您生活愉快，工作顺利，万事如意！1N掺杂功能炭材料合成机理关于N掺杂功能炭材料的合成机理，目前学界普遍认为：低温条件下(<600℃)，N在炭材料表面形成含氮官能团，即化学氮，如氰基(a)、氨基(b)和硝基等;化学氮不参与C骨架的形成，以官能团的形式存在。
在NH3气氛中由粒状沥青制得的N掺杂活性炭表面基团的变化。
结果表明，炭材料的表面含氧基团，如羧基、羟基等与NH3反应生成氰基(a)、氨基(b)等含氮基团。
中温条件下(600～800℃)，N参与碳骨架中的形成，以吡咯氮(a)、吡啶氮(e)、石墨氮(h)等结构氮形式存在。
羟基吡啶(b)、吡啶盐(c)和吡啶氮氧化物(d)首先被转化成吡啶氮(e)，继而生成中间物(f)，而吡咯氮(a)可直接转化中间物(f)。
中间物发生聚合反应，生成的最终产物中N或取代碳原子形成位于石墨烯层的表面的吡啶氮(g)，或形成位于石墨烯层内部的石墨氮(h)，或形成吡啶氮的氧化物(i)。
煤热解过程中N进入C骨架。
在NH3的处理下，环氧基团也可发生取代反应，进而生成吡啶(j)或吖啶类(k)结构。
高温下的转化机理，Zhang等认为900℃时吡咯氮(a)完全转化为吡啶氮(b)和石墨氮(c)，石墨氮占含氮官能团总量57%。
继续升温至1200℃，石墨氮部分转化为吡啶氮(b)和羟基吡啶(d)，石墨层结构被破坏，此时吡啶氮(b)占主导地位，其含量为59%。
在整个转化过程中，氧化含氮官能团含量基本维持恒定。
N掺杂进入炭材料，即可形成化学氮或结构氮，且化学氮可以转化为结构氮。
Su课题组认为在较高温时，NH3和表面的羧酸反应先生成酰胺类中间体，随后酰胺类中间体生成含氮氧化物(c，e)。
温度越高，进入炭骨架的氮原子(结构氮)个数越多。
经过中温处理后，(c，e)分别发生脱羰基或脱水反应，形成更稳定化学氮不仅能转化为结构氮，而且两者可能同时存在，如同时存在于石墨烯中。
氮掺杂碳量子点的合成及作为荧光探针对Hg2+的检测
氮掺杂碳量子点的合成及作为荧光探针对Hg2+的检测李玲玲;倪刚;王嘉楠;李静;李微【摘要】与传统量子点相比,碳量子点作为一种新型的荧光碳纳米材料,由于其良好的生物相容性、易于表面功能化、低毒性等优点受到了广泛关注。
采用柠檬酸为碳源,氨水为氮源,热解法制备出水溶性好的氮掺杂碳量子点(NCDs)。
透射电镜(TEM)观察NCDs的粒径在3 nm左右；X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶红外光谱(FIIR)证明 NCDs的表面被羧基、氨基、羟基、羰基等官能团功能化,说明 NCDs 有很好的水溶性。
研究还发现 Hg2+对 NCDs的荧光有良好的猝灭作用,可作为荧光探针检测水中 Hg2+含量。
在 PBS缓冲液中(0.1 mol·L-1 pH 7.0),NCDs的荧光猝灭率(F/F0)与汞离子浓度在0.001~0.1μmol·L-1之间存在良好的线性关系,检出限为2.1 nmol·L-1。
该方法灵敏度高、选择性好、方法简便,可应用于 Hg2+快速、灵敏的检测。
%Compared with traditional quantum dots,carbon quantum dots (CQDs)have aroused tremendous research interest among scientists as new fluorescent carbon nanomaterials due to their unique properties (easy surface functionalization,good bio-compatibility,and low toxicity).The nitrogen-doped carbon quantum dots (NCDs)was synthesized with one-step hydrothermal treatment with citric acid as carbon source,and ammonia as nitrogen source.The obtained NCDs exhibited excellent water-solu-bility and high stability.High-resolution Transmission electron microscopy (HRTEM)image showed that the diameter of parti-cles was about 3nm.Fourier transform infrared (FIIR)and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS)spectra analysis demonstra-ted that the NCDs are functionalized with hydroxyl,amino,carbonyl,and carboxylic acidgroups,which indicated NCDs has better water-solubility.It was further demonstrated that such NCDs can serve as effective fluorescent sensing platform for Hg2+ <br> ions detection with sensitivity and selectivity.In a PBS butter solution (0.1 mol·L-1 pH 7.0),the fluorescence quenching ratio (F/F0 )indicated linear responses with Hg2+ concentration ranging from0.001 to 0.1 μmol·L-1 ,with the detection limit of 2.1 nmol·L-1 .The fluorescence technique was superior in terms of sensitivity,selectivity and simplicity.It was successfully applied to determination of Hg2+ in samples.【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2016(036)009【总页数】6页(P2846-2851)【关键词】碳量子点;氮掺杂;荧光探针;汞离子【作者】李玲玲;倪刚;王嘉楠;李静;李微【作者单位】宁夏大学化学化工学院，宁夏银川750021;宁夏大学化学化工学院，宁夏银川 750021;宁夏大学化学化工学院，宁夏银川 750021;宁夏大学化学化工学院，宁夏银川 750021;宁夏大学化学化工学院，宁夏银川 750021【正文语种】中文【中图分类】O657.3碳量子点，即碳点(CDs)是继富勒烯、碳纳米管及石墨烯之后最热门的碳纳米材料之一，于2004年通过电泳法净化单层碳纳米管时首次发现[1]。
《氮掺杂碳量子点的制备及其对Fe3+、CN-的检测研究》范文
《氮掺杂碳量子点的制备及其对Fe3+、CN-的检测研究》篇一一、引言随着科技的发展，环境检测和食品安全检测成为了日益重要的研究领域。
而其中，利用高效、灵敏的检测方法对金属离子和含氮化合物的检测尤为重要。
氮掺杂碳量子点（N-doped Carbon Quantum Dots，N-CQDs）作为一种新型的荧光纳米材料，因其优异的物理化学性质和良好的生物相容性，在生物成像、环境监测、食品安全等领域得到了广泛的应用。
本文旨在探讨氮掺杂碳量子点的制备方法，并研究其对Fe3+、CN-的检测性能。
二、氮掺杂碳量子点的制备1. 材料准备制备氮掺杂碳量子点所需材料包括：尿素、柠檬酸、乙醇等。
所有试剂均为分析纯，可直接使用。
2. 制备方法将尿素与柠檬酸按照一定比例混合，加入乙醇作为溶剂，在高温下进行反应。
反应过程中，通过控制温度和时间等参数，得到稳定的氮掺杂碳量子点溶液。
将得到的溶液进行离心、洗涤等处理，去除杂质，最终得到纯净的氮掺杂碳量子点。
三、氮掺杂碳量子点的表征及性质分析通过透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等手段，对制备得到的氮掺杂碳量子点进行表征。
结果表明，所制备的氮掺杂碳量子点具有较小的尺寸（约3-5nm）、良好的分散性和较高的荧光量子产率。
此外，氮掺杂碳量子点具有良好的水溶性和生物相容性，为后续的检测应用提供了良好的基础。
四、Fe3+的检测研究1. 检测原理利用Fe3+与氮掺杂碳量子点之间的相互作用，导致荧光强度的变化，从而实现Fe3+的检测。
当Fe3+与氮掺杂碳量子点结合时，会改变其电子结构，导致荧光强度降低。
通过测定荧光强度的变化，可以实现对Fe3+的定量检测。
2. 实验方法将不同浓度的Fe3+溶液与氮掺杂碳量子点溶液混合，观察荧光强度的变化。
通过绘制标准曲线，可以确定Fe3+的浓度与荧光强度之间的关系。
实验结果表明，氮掺杂碳量子点对Fe3+的检测具有较高的灵敏度和较低的检测限。
单激发双发射氮掺杂碳量子点的制备及其在生物成像和荧光油墨中的应用
单激发双发射氮掺杂碳量子点的制备及其在生物成像和荧光油墨中的应用摘要：氮掺杂碳量子点已成为一种很有前途的荧光探针，但其制备过程中存在产率低、纯度不高等问题。
本文提出了一种简单高效的单激发双发射氮掺杂碳量子点制备方法，通过简单的水热反应合成得到了纯度高、产率高的氮掺杂碳量子点，其在生物成像和荧光油墨中均表现出良好的应用效果。
关键词：氮掺杂碳量子点；生物成像；荧光油墨；单激发双发射1.引言氮掺杂碳量子点（NCQDs）是一种独特的碳基材料，其荧光性质表现出多种优势，如良好的光稳定性和生物兼容性。
因此，NCQDs已被广泛应用于生物成像和荧光油墨等领域。
然而，目前NCQDs的制备方法仍存在一定的问题，如产率低、纯度不高等。
为了解决这些问题，本文提出了一种单激发双发射的氮掺杂碳量子点制备方法，并探讨了其在生物成像和荧光油墨中的应用效果。
2.实验方法2.1 材料多聚丙烯酸（PAA）、电子供体4-氨基苯、电子受体4-羧基苯和尿素均从Sigma-Aldrich（美国）购买。
2.2 制备制备氮掺杂碳量子点的方法如下：在50 mL Erlenmeyer瓶中，将5 mL约0.5 M 的PAA溶液加入到10 mL去离子水中。
将溶液超声处理30分钟并在定水浴上搅拌20分钟。
将超声和搅拌后的溶液加热至180 ℃，并在水热反应器中处理12小时。
处理结束后，冷却溶液并用DI水冲洗多次，然后通过离心将NCQDs 收集下来。
2.3 表征通过透射电子显微镜（TEM）、紫外可见吸收光谱（UV-Vis）、荧光光谱和动态光散射（DLS）对样品进行表征。
2.4 应用将制备得到的NCQDs用于生物成像和荧光油墨中，并对荧光强度进行测试。
3.结果与讨论通过上述方法制备得到的NCQDs呈现出典型的球形结构和均匀分布。
TEM图像显示粒径约在2-4 nm之间，紫外可见吸收光谱表明其吸收范围在200-400 nm之间，荧光光谱显示出很强的荧光强度，峰值在450 nm左右。
一步法制备氮掺杂碳量子点及高选择性荧光检测Cr^3+
河南化工HENANCHEMDCALDNDUSTRY2222年第37卷•9•一步法制备氮掺杂碳量子点及高选择性荧光检测C/+王晔（洛阳师范学院化学化工学院，河南洛阳47922）摘要：用Z-甲硫氨酸和尿素作为前驱体,N,N-二甲基甲酰胺作溶剂，通过溶剂热法合成了一种新颖的碳量子点，并通过透射显微镜、激光粒度仪等对其结构和粒径进行表征。
随后,通过紫外及荧光测试，对新合成的碳量子点对重金属离子铬的检测性能进行了研究。
并探究了其对10种金属离子及空白对照的选择性，以及在干扰离子存在时的竞争性。
结果表明，所合成的碳量子点粒径为3~5nm,且粒径较为均匀。
通过紫外及荧光测试分析发现，在一定浓度范围內，该量子点的荧光强度随浓度增加而增加。
而在重金属离子检测方面，即使在干扰离子存在的情况下，该碳量子点仍然能较好地识别铬离子，引起量子点荧光强度的增强。
因此该碳量子点对铬离子有较好的检测性能，可用作工业废水中铬离子的检测o关键词：碳量子点；紫外；荧光；铬检测中图分类号：0657.3文献标识码：A文章编号：1003-3467(2020)12-0018-03One-Step Preparation of Nitrogen-Doped Carbon Quantum Dots andHigh Selective Fluorescence Detection of Co3+WANG Yc(Colle/a of Chemist/a nd Cnemicyl Enginee/ng,Luoyang Noonai Universito,Luoyang471022, China)Abstract:Using L一methionine and umv as pmch/oo,N,N-(^111/11)4130:1X1^/as solveni:then a novel camon uuantum dots is syethesized by solvotheonal m/hoO.The stmctura and particle size are charactec-ized Uy TEM,DLS,/e.Subsequ/i/y,thmoah u/raviolei and fluorescenca tests,the detection p/Om・anca of the newly syethesized cemon uuantum dois foc h/rvy metal ions chromium,the selectivito to12 kinds of metal ions and bland centml investiaated.and the cempe/tion in the presence of inte/e/ng ions are investiaated.The osu/s show thai the pa/icla size of the syethesized cyraod uuantum dots is aPoni 3〜5nm,and the pa/icla size is relatively0—£001.Thmoah ultraviolet and0uorescence test analysis,it is foond thai within a ce/ain concentration range, the0uoms/nce intensity of the uuantum dots incre/sas with the increvse in concentm/on.Foo the detection of h/rvy metal ions,even in the presence of inteOec-ing ions,the comon uuantum dois con still Uettac CO+,00X81110endadcemeni of tluorescence in-tensite of uuantum dots.Therefore,the CDs have Uettac detection peOomnance foc C/+,and con be used foc the detection of CO+in wastewatec.Key word:c/mon uuantum dots;UV一vis;fluorescence;chromium detection珞是主要的水污染物之一，主要来源于劣质化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀珞部分、工业颜料以及糅革、橡胶和陶瓷原料等。