碳量子點(diǎn)表面態(tài)的設(shè)計(jì)及其對(duì)性能的影響.pdf

1、碳量子點(diǎn)以其獨(dú)特的光電性能、高的穩(wěn)定性和環(huán)境友好性而備受關(guān)注。與傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)不同的是：傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)性能與尺寸有較大的依賴(lài)性，而碳量子點(diǎn)的性能不僅受尺寸影響，還受表面成分、基團(tuán)決定。因此，本文通過(guò)化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)了碳量子點(diǎn)的表面成分與基團(tuán)，研究了這些成分、基團(tuán)特別是氮、硫、氧等元素對(duì)碳量子點(diǎn)性能的影響及其依賴(lài)關(guān)系。具體研究創(chuàng)新工作如下：
　　第一，以對(duì)氨基苯磺酸為原料，通過(guò)水熱法一步合成了硫、氮共摻雜的碳量子點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：制

2、備的碳量子點(diǎn)尺寸分布均勻，氮、硫分別以氨基和磺酸基團(tuán)的形式存在于碳量子點(diǎn)的表面。與已有的報(bào)道不同，碳量子點(diǎn)展現(xiàn)出了非激發(fā)波長(zhǎng)依賴(lài)的藍(lán)光發(fā)射行為，三價(jià)鐵離子可有效猝滅其熒光，鐵離子濃度在0-10-3mol·L-1范圍內(nèi)與碳量子點(diǎn)的熒光猝滅程度呈現(xiàn)良好的線(xiàn)性關(guān)系，檢出限約為10-7mol·L-1。制備的碳量子點(diǎn)對(duì)三價(jià)鐵離子具有高選擇性、高靈敏性以及較好的抗干擾能力，能作為三價(jià)鐵離子檢測(cè)的傳感器。
　　第二，通過(guò)水熱法將對(duì)氨基苯磺酸與對(duì)

3、氨基苯硫酚分別與檸檬酸碳量子點(diǎn)反應(yīng)，從而將磺酸基與巰基接枝到檸檬酸碳量子點(diǎn)表面。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：通過(guò)改變碳量子點(diǎn)表面的表面態(tài)，可以調(diào)控其光致發(fā)光性質(zhì)。磺酸基修飾的檸檬酸碳量子點(diǎn)可以將檸檬酸碳量子點(diǎn)發(fā)光峰從453nm調(diào)控到491nm，巰基修飾的檸檬酸碳量子點(diǎn)可以將檸檬酸碳量子點(diǎn)發(fā)光峰從453nm調(diào)控到530nm，從而實(shí)現(xiàn)了碳量子點(diǎn)的熒光發(fā)射的可調(diào)。
　　第三，通過(guò)水熱法制備了表面具有含氧基團(tuán)的碳量子點(diǎn)。利用化學(xué)方法對(duì)碳量子點(diǎn)表面的羰基