氮掺杂石墨烯量子点的激发波长依赖性发光研究

激发波长依赖发光是碳基荧光材料中有趣的光学性质之一,其在不同激发波长下呈现的多彩发光对某些实际应用很重要.本文以氧化石墨烯为碳源,采用酸氧化法制备了尺寸约为3~5nm的少层石墨烯量子点(GQDs),然后将其与乙二胺(EDA)在160℃下进行水热反应,得到了石墨烯边缘氮掺杂的石墨烯量子点(NGQDs).采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)证实了N-GQDs中酰胺键和胺C-N键的形成.GQDs的吸收主要来自C=C的π-π*跃迁(265nm)和C-O相关的n-π*跃迁(340nm),而N-GQDs中出现了C(=O)NHR相关的新能级(386nm).GQDs荧光峰随着激发光波长的移动Δλem/Δλex呈现线性变化,斜率约为0.43,而N-GQDs的Δλ_(em)/Δλ_(ex)出现两段线性变化,激发波长在420nm以后斜率增大到0.78,表明C(=O)NHR相关的荧光偶极子具有更强的激发波长依赖性发光特性.

ZASP玻璃荧光体的激发波长依赖性及Dy^(3+)掺杂的荧光色彩调谐

采用熔融法制备了锌铝锑磷酸盐(ZASP)玻璃荧光体,研究了其荧光色彩对激发波长的依赖性和Dy^(3+)掺杂的色彩调谐作用。短波紫外(UVC)和中波紫外(UVB)激发下,ZASP基质玻璃呈现Sb^(3+)的宽谱带发射,色彩位于蓝白光和蓝光区域。差异性光谱行为表明,玻璃中存在异质性的Sb^(3+)发光中心,导致玻璃荧光对激发波长产生依赖行为。Dy^(3+)引入ZASP玻璃后,产生归属于Dy^(3+)的约484和约574nm波长窄带发射,其在UVC和UVB激发下的发光有效性相当程度上归因于Sb^(3+)到Dy^(3+)的能量传递。Dy^(3+)的暖色成分使ZASP玻璃荧光总体上从蓝白区向白光区移动,同时也对荧光的激发波长依赖趋势产生显著影响,丰富了荧光发射色彩的多样性,为高质量荧光器件的研发提供了可能。

碳量子点:不同发光行为原因分析及其性能

以柠檬酸铵为原料采用一步水热法,通过改变反应温度合成出了两种分别具有激发波长独立和激发波长依赖荧光的碳量子点。通过考察两类碳量子点的物理、化学性质以及光学性能,可以推断碳点的结构与荧光发射之间的关系,最终研究碳量子点产生不同发光行为的原因。结果发现升高合成温度可以在碳量子点中引入更多的氧、氮杂原子,增加了结构缺陷(杂原子的化学态)的总量,并调变了各类化学态含量比。正是由于两种碳量子点的结构缺陷含量比例的不同,导致了碳量子点发光行为不同。合成温度高的碳量子点所含的各类结构缺陷含量比例较为均衡使得其呈现激发波长依赖性荧光;合成温度低的碳量子所含结构缺陷总量不高且主要以某种形式(如C=O)存在,是其拥有激发独立发光行为的主要原因。同时由于合成温度高的碳量子点所含的含氮基团的增加,使得碳量子点拥有更强的荧光发射。进一步考察还发现其具有非常优良的稳定性,因此可以预期有很好的应用前景。

柠檬酸碳点荧光油墨的制备及其荧光性能

目的以柠檬酸碳点为荧光色料,制备水性碳点荧光油墨,为其进一步应用于防伪包装和荧光生物传感器提供参考。方法首先以柠檬酸为碳源,采用高温热解法制备碳点,然后以所制备的碳点作为荧光色料,以乙醇溶液为连接料,以羧甲基纤维素钠为粘合剂和稳定剂,以聚乙烯吡咯烷酮溶液为表面活性剂,制备水性碳点荧光油墨。结果高倍透射电镜扫描显示,所得碳点结构规整,具有球形形貌;粒径分布范围为1.2~1.8 nm,且在水溶液中无明显聚集,分布均匀。另外,所制备的碳点在365 nm紫外光激发下发出蓝色光,且其荧光发射光谱表现出明显的激发波长依赖性。基于上述碳点的水性荧光油墨在可见光下呈棕黄色,对普通打印纸表现出良好的润湿性。结论制备出的荧光油墨具有荧光性能,其荧光发射波长不随激发波长的变化而变化,且油墨对普通打印纸具有良好的润湿性能。该研究结果对生物质碳点荧光油墨在生物传感器和防伪包装等方面的应用具有一定的参考价值。

氮掺杂石墨烯量子点的制备及其光学性质

氮掺杂石墨烯量子点(N-GQDs)因其独特的光学、电学及催化性质受到了广泛的专注。然而,其波长难以调控的问题成为了限制其广泛应用的瓶颈所在。作者以柠檬酸和尿素为主要原料,分别采用溶剂热和水热法制备了N-GQDs 1和N-GQDs 2。XRD和AFM测试结果表明N-GQDs具有石墨烯结构;XPS、FT-IR、UV-Vis和荧光光谱等多种表征手段表明两种N-GQDs都掺杂有氮元素,N-GQDs 1可发射绿色荧光且具有激发波长依赖性,最大发射波长可达523 nm,在生物标记和成像等领域更具有潜在的应用价值。此外,溶剂热反应体系中N,N-二甲基甲酰胺不仅仅作为溶剂,还参与反应,起到氮掺杂和表面钝化的作用,从而证实了反应溶剂在调节N-GQDs光学性质中的重要作用。