碳量子點的制備以及對Cu2+和Fe3+的檢測.pdf

1、碳納米材料主要包括碳納米顆粒，碳納米管，石墨烯和富勒烯。這些碳材料具備很多優(yōu)良的性質，比如極好的磁學，電學，光學性質等等。特別是碳量子點自從2004年被首次發(fā)現以來引起了研究者普遍的關注。碳量子點是一種粒徑小于10 nm的分散性良好的，形狀近似球形的碳納米材料，具有量子限域效應和邊緣效應。作為一種新型的熒光碳納米功能材料，碳量子點具有很多優(yōu)良的性質，包括較低的毒性，極好的光穩(wěn)定性，良好的生物兼容性，化學惰性和低成本。這些優(yōu)良的性質使其在

2、環(huán)境監(jiān)測、生物傳感、生物成像、太陽能電池，發(fā)光二極管、光電轉換和光催化等領域有著廣泛的應用。碳量子點的性質與結構密切相關。碳量子點團簇的結構包括分子結構與晶體結構。碳量子點的分子結構決定電子結構，與性質密切相關。研究結果表明：碳量子點的氧化程度越高，則分子的含氧官能團增加，光致發(fā)光的發(fā)射光譜會發(fā)生紅移。也可以通過摻入氮，磷，硼，硫等元素來改變電子結構從而調節(jié)碳量子點的光學性質。晶體結構決定表面結構，碳量子點的表面結構與性質關系重大，所以

3、研究碳量子點的分子結構和晶體結構與性質的關系至關重要。但是目前各種原料和方法制備的碳量子點都是混合物，不僅成分復雜，而且晶體結構多樣，這給研究碳量子點的結構與性質之間的關系帶來挑戰(zhàn)。
　　本研究主要內容包括：⑴用已知分子結構、晶體結構的純化合物9-Hydroxyphenalenone(HPHN)通過更換溶劑法制備了發(fā)藍色熒光的 HPHN量子點。通過透射電子顯微鏡和動態(tài)光散射確定HPHN量子點的粒徑主要分布在3-6nm，并通過HPH

4、N分子的晶體結構構建了HPHN量子點晶體的團簇結構，并研究了量子點的吸收光譜與溶液吸收光譜之間的區(qū)別，說明表面結構對量子點的性質的影響的重要性。所制備的HPHN量子點可以靈敏的檢測銅離子。從實驗和理論上驗證了銅離子使HPHN量子點熒光發(fā)生猝滅的機理。⑵用廉價綠色碳源焦煤作為原料，分別用雙氧水氧化和臭氧氧化用兩種簡單，綠色的方法來制備碳量子點(CQDs)，兩種方法得到的碳量子點的尺寸均分布在3nm左右，在365nm的紫外燈的照射下都發(fā)出黃