碳点的设计合成、结构调控及应用

碳点是一类环境友好且性能独特的纳米粒子,在光电转换、生物医学、催化及储能等领域的研究日益活跃.碳点主要分为碳量子点(CQDs)、石墨烯量子点(GQDs)和碳化聚合物点(CPDs),其中CPDs作为一种新型碳点,具有合成原料广泛、碳化程度及共轭结构可调且材料相容性好等优点.本文综合评述了近年来碳点尤其是CPDs的合成方法;阐述了通过选择前驱体分子、控制反应条件及掺杂原子等手段实现对其碳化和共轭程度、晶格和能级结构的调控,从而建立碳点及其杂化与复合材料微纳结构与性能之间的关系;最后,介绍了碳点在生物标记与成像、光(电)催化、光电转换及储能等领域的应用,并对碳点领域的发展前景进行了展望.

基于碳点调控氧化锌纳米阵列构建三维集流体用于高效锂金属负极

本文结合原位生长和热处理法成功制备出了ZnO@CD@CC材料,并将其应用于锂金属负极基底材料,用于诱导锂金属均匀沉积.本工作使用旧实验服棉布和常温合成方法降低了实验成本;引入碳点能够有效调控ZnO纳米阵列形貌,负载形貌均一的亲锂ZnO使整个碳纤维上亲锂位点更均匀,有助于降低锂的成核过电势,诱导Li+均匀沉积.电化学性能测试结果显示,ZnO@CD@CC在面积容量为1mAh·cm^(-2)和电流密度为3mA·cm^(-2)的条件下能够稳定循环超过500h(电压滞后仅为50.8mV).