碳量子点的荧光性能调控及其应用研究

碳量子点的荧光性能调控及其应用研究
碳量子点(CDs)是一种新型的碳纳米材料,近年来备受关注,由于其优异的荧光性能,使得其在生物成像、分析检测和催化等领域得到了很好的应用。

然而,制备可调谐多色发光的碳点是困难的,这限制了碳点在生物成像、防伪和光电器件等领域的应用。

此外,碳点的聚集荧光猝灭效应(ACQ)同样是限制其应用的另一大因素。

因此,对碳点的荧光性能进行调控来解决这些问题就显得十分重要。

本论文基于碳量子点的荧光性能,成功制备出两类具有特殊荧光性能的碳量子点,并实现了对其荧光性能的调控,主要工作如下:(1)通过微波法成功制备出了具有固态荧光特性的碳量子点,并通过改变反应时间,实现了对碳量子点固态荧光颜色的调控。

探究了所得碳量子点的发光机理,实验表明固态荧光的产生和硼元素的掺杂有关,并且荧光颜色的变化可归咎于量子尺寸效应。

在没有任何其他基质材料的情况下,成功的将此碳量子点应用到了发光二极管(LED)的制备上。

(2)通过一步水热法制备了白光发射碳量子点。

由于此碳点受ACQ效应的影响,不具有固态荧光特性,通过将该碳点分散在固体基质中,实现了碳点的液态荧光到固态荧光的调控,成功的将该碳点的白光特性应用到了LED中。

此外,还发现该碳点具有沉淀重金属离子的能力,可用作吸附剂使用,并对其吸附性能做了相关研究。