基于瓜环的水溶性碳量子点制备及应用研究

发布时间：2024-03-04 17:26

　　碳量子点(Carbon Quantum Dots,CQDs)简称碳点,是一种分散均匀,形状似球形,粒径在10nm以下,能稳定发光的新型荧光碳纳米材料。因其具有制备简单、优异的荧光性能、表面官能团丰富、低毒性、耐光漂白、良好的水溶性和生物相容性等优点,广泛应用于环境检测、细胞标记、药物分析、生物成像、重金属离子的检测等领域。近年来,科研工作者在现有研究基础上不断探索创新,在碳点的合成原材料、光学性质和应用前景方面取得了很大的进展。研究者们发现将碳点和氮元素掺杂后,对其进行组成的修饰,合成的氮掺杂碳点(N-CQDs)的光学性质更加稳定、量子产率更高,进一步拓展了其应用。基于上述内容,本工作主要通过对碳源的筛选,最终选用结构明确的六元瓜环和间苯二胺、八元瓜环和乙二胺为原料,采用水热法一步合成性质、尺寸、形貌可控的新型高荧光量子产率、多荧光发射波长、具有高度靶向功能和细胞成像功能的氮掺杂水溶性荧光碳点。并运用多种表征手段研究了碳点的形貌结构,物理和化学稳定性。并以碳点作为荧光探针,构建检测重金属离子和环境污染物的荧光化学传感器,并利用碳点生物相容性、低细胞毒性以及优异的荧光特性实现了生物成像和...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.2激光刻蚀法一步制备CQDs

激光刻蚀法主要是利用脉冲激光照射液体中的固体靶进一步合成纳米材料的物理方法[21-23]。2006年,Sun等[24]以粘合剂和压石墨粉的混合物为原料,通过激光刻蚀法制备了无荧光的碳纳米颗粒。经硝酸钝化和氧化处理后,得到了具有较强荧光性质的纳米碳颗粒,称为碳量子点或碳点。该制备过....

图1.3石墨电化学法制备CQDs示意图

Zhao等[27]通过电化学氧化石墨棒电极在水溶液中合成得到不同颜色荧光以及分子量也不同的CQDs。呈现蓝色荧光的CQDs分子量小于5kDa,呈现黄色荧光的CQDs分子量在5~10kDa范围间。此方法克服了CQDs难以在水溶液中进行制备的难点,但也有荧光量子产率很低的缺点,产率仅....

图1.4微波合成CQDs的示意图

微波是一种频率范围在300-300000MHz的电磁波,利用微波加热法来制备CQDs近年来引起了广大研究者的关注,具有仪器简单、操作简单、反应速率快、能耗低及产率高等优点,Zhu等[28]率先报道以糖类(葡萄糖或蔗糖等)作为碳源和聚乙二醇200(Polyethyleneglyc....

图1.5电弧放电制备单壁碳纳米管粗产物分离得到的不同组分

Xu等[30]利用电弧放电法制备单壁碳纳米管(SWCNT)的过程中发现了在紫外灯照射下能发出荧光的物质。通过电泳实验,首次获得能发出蓝绿色荧光、黄色荧光以及还有橙色荧光的CQDs(图1.5)。发射黄光的CQDS的粒径大小为0.96nm,荧光量子产率为1.6%,分析其元素成分后知道....

本文编号：3918985