基于混酸回流制备碳点的中和过程

作为碳纳米材料家族的一颗新星,碳点因具有奇特的光致发光特性、良好的生物相容性和稳定性而受到广泛关注。其制备方法通常可以归纳为“自上而下”和“自下而上”两种,而混酸回流是一种自上而下制备碳点的重要方法,中和是其中不可缺少的步骤。本文以富勒烯副产炭灰为原料,利用混酸回流方法制备了黄光发射的碳点,系统研究了NaOH、Na_(2)CO_(3)、K_(2)CO_(3)和NH_(3)∙H_(2)O四种不同中和试剂对碳点结构和发光特性的影响。热重分析、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱的研究结果表明:中和试剂的改变,影响碳点表面酸性官能团的解离程度,该结论被表面活性剂复配体系的相行为研究结果所印证。碳点结构的变化,影响了碳点的表面态,导致碳点光谱特性,如紫外-可见吸收和荧光光谱的改变。选用了四种中和试剂中,Na_(2)CO_(3)处理得到的碳点表现出最优的发光性能。我们的研究还表明:中和试剂的选用是调节混酸回流方式,制备碳点性能的重要途径。而且碳点反离子的改变对其发光性能也具有明显影响。总之,中和试剂的碱性和反离子种类共同影响着碳点的表面结构,带来了不同的性能。这项工作提示着研究者在未来制备碳点时有必要将中和试剂的种类作为一项实验条件。

羧甲基壳聚糖稳定无定形磷酸钙的低温合成及稳定期

背景:无定形磷酸钙可作为生物矿化过程中纳米羟磷灰石的前导相及钙和磷酸盐的储备库,但其稳定性受合成环境影响,容易发生相变。目的:采用钙螯合剂羧甲基壳聚糖(carboxymethyl chitosan,CMCS)稳定无定形磷酸钙,分析稳定无定形磷酸钙的羧甲基壳聚糖最低阈值及陈化时间对无定形磷酸钙稳定期的影响。方法:4℃低温下,在含不同CMCS与Ca摩尔比比值(1∶1,1∶2,1∶3,1∶4,1∶5)的溶液中制备CMCS-无定形磷酸钙沉淀,采用扫描电镜观察沉淀的微观结构,X射线衍射和红外光谱检测沉淀的化学成分,求得合成稳定CMCS-无定形磷酸钙的最低CMCS/Ca比值,并用热重量及差热分析得此比值下复合物中的无定形磷酸钙含量。再以此比值经不同陈化时间(10,30,60,90 min)获得CMCS-无定形磷酸钙复合物,将其溶于模拟体液中,采用X射线衍射和扫描电镜监测无定形磷酸钙的相变,探讨陈化时间对无定形磷酸钙稳定期的影响。结果与结论:(1)X射线衍射与红外光谱图谱显示,当CMCS/Ca≥1∶3时,CMCS-无定形磷酸钙沉淀物为非晶体相;(2)扫描电镜显示,当CMCS/Ca≥1∶3时,沉淀物中可见大量分布均匀的无定形磷酸钙颗粒;(3)通过以上实验得出,低温条件下合成稳定CMCS-无定形磷酸钙复合物的CMCS/Ca最低比值为1∶3,在此比值下复合物中无定形磷酸钙的实际量为63.63%;(4)X射线衍射与扫描电镜显示,当陈化时间为10-60 min时,CMCS-无定形磷酸钙复合物的模拟体液浸泡产物为非晶体态,相位转化时间分别为2,6,8 h;当陈化时间为90 min时浸泡产物为晶体态;(5)结果表明,低温条件下合成稳定CMCS-无定形磷酸钙复合物的CMCS/Ca最低比值为1∶3,在该比值下复合物的稳定期随陈化时间延长而延长,在2-8 h范围内变化。