非线性光学碳点的调控及应用研究进展

碳点(Carbon dots,CDs)作为一种新型零维碳纳米材料,具有优良的荧光和磷光等光学特性。随着对CDs光学性能的不断探索,学者们发现其不仅在弱光下表现出优异的线性光学特性,在强光下也表现出良好的非线性光学特性,如非线性极化率较高、非线性吸收方式可变、光限幅阈值较低以及对飞秒等超快激光具有较快的响应等,在军事、通信和医疗等领域中展现出巨大潜力。据此,本文对CDs非线性光学性质的调控及应用进行综述。首先,总结出CDs本体(CDs尺寸、掺杂元素和表面官能团等)及其外部环境(液态分散基质、固态分散基质和入射激光能量等)对其非线性光学性质的影响;其次,介绍其在光限幅、光开关、生物应用和物质检测等非线性光学方面的应用研究进展;最后,提出目前CDs在非线性光学领域中面临的问题,并对其进行展望。

煤基零维纳米碳材料的合成、性能及其在能源转换和存储应用中的研究进展

煤是自然界中分布最广、储量最丰富的含碳资源,其分子结构与纳米碳材料具有天然的相似性,是优质的纳米碳材料前体。多年来,以煤为前体制备的各种纳米碳材料已被广泛应用于能源、信息、环境和生物医学等领域。其中,煤基零维纳米碳材料如纳米金刚石、富勒烯、碳纳米洋葱、碳点等,因其具有小的纳米尺寸、大的比表面积、独特的球形结构等,表现出优异的荧光特性、电化学性能以及催化性能等,在能源转化和存储等领域展现出极大的应用潜力。本文综述了基于煤炭及其衍生物为前驱体的各类零维纳米碳材料的制备方法和性能,并对其在照明显示、电化学储能、光/电催化等方面的应用进展进行总结,指出目前存在的问题与挑战及其解决策略,最后对其未来发展进行了展望。这为促进煤炭的高附加值转化和利用以及大规模制备煤基零维纳米碳材料提供理论和实践支持。