CuInZnS量子点的合成及其在Pb^(2+)检测中的应用

以谷胱甘肽为稳定剂,采用一步水热法合成具有橙色荧光的水溶性CuInZnS量子点(CIZS QDs)。研究CIZS QDs的最佳合成条件,通过TEM、XRD、XPS等对其形貌和结构进行表征。结果表明:水溶性CIZS QDs为准球形,平均直径3.76 nm,单分散性较好;该量子点作为荧光探针可用于Pb^(2+)的检测,其检测限为517.8 nM,在饮用水中铅离子的检测方面具有很大的潜力。

基于量子点的非洲猪瘟病毒抗体荧光免疫层析试纸研制

为了研发灵敏、准确的非洲猪瘟快速诊断试纸产品,本研究基于免疫层析技术原理,以非洲猪瘟病毒(ASFV)p72蛋白三聚体为检测抗原,量子点(QDs)为标记材料,金黄色葡萄球菌A蛋白(SPA)为检测线,p72单克隆抗体为质控线,建立了非洲猪瘟病毒抗体荧光免疫层析试纸,并对试纸的检测性能进行鉴定。结果:荧光免疫层析试纸检测ASFV标准阳性血清的效价为1∶102400,与猪瘟病毒、口蹄疫病毒、伪狂犬病病毒、猪繁殖与呼吸道综合征病毒及猪圆环病毒2型阳性血清抗体无交叉反应,在临床样本检测中与商业化ASFV抗体检测试剂盒的符合率为92.92%。综上,该试纸具有良好的灵敏度、特异性、准确性及稳定性,可用于临床样品中ASFV抗体的快速筛查。

碳量子点修饰g-C_(3)N_(4)缓解二苯醚类除草剂污染

为加速二苯醚类除草剂在可见光环境的降解,以玉米芯制碳量子点修饰石墨相氮化碳,合成一种非金属型光催化剂.考察在该催化剂作用下,氟磺胺草醚、三氟羧草醚和乙氧氟草醚等的光解行为及光解前后毒性.结果表明,氟磺胺草醚在可见光照射下的光解速率最大、其次为乙氧氟草醚,光照3 h的降解率即达99%和91%,而三氟羧草醚的光解速率最低、须光照至8 h才能达到90%的降解率.由高斯软件计算NPA(Natural Population Analysis)电荷分布得福井函数和双描述符,预测反应位点并结合液质联用分析降解产物,推测除草剂的降解过程应包括裂解、水解、脱卤、还原和羟基化等,证明了空穴和羟基自由基在其中的作用.观察玉米种子的生长实验,发现氟磺胺草醚的毒性略高于乙氧氟草醚,但二者经光照处理后毒性均显著下降,三氟羧草醚及其光解产物显示为低毒性.

氢氟酸处理InP/GaP/ZnS量子点的光学性能及其发光二极管应用

采用氢氟酸(HF)原位注入法制备了InP/GaP/ZnS量子点。通过紫外/可见/近红外光谱、光致发光光谱、透射电镜、球差校正透射电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等测试手段分析了HF对InP量子点的发光性能影响。实验结果表明,HF刻蚀减少了量子点表面氧化缺陷状态,有效控制了InP核表面的氧化,并且原子配体形式的F-钝化了量子点表面的悬挂键,显著提升了量子点的光学性能。HF处理的InP/GaP/ZnS量子点具有最佳的发光性能,PLQY高达96%。此外,用HF处理InP/GaP/ZnS量子点制备的发光二极管,其发光的电流效率为6.63 cd/A,最佳外量子效率(EQE)为3.83%。

基于CsPbBr_(3)量子点的湿度传感器的制备及其在微裂纹检测中的应用

采用简单的溶液路线结合乙酰丙酮铁(AAI)改性技术,制备了分散性良好、尺寸均匀的钙钛矿型CsPbBr_(3)-Fe量子点(QDs),通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及光致发光(PL)光谱对材料进行表征。并通过旋涂法构筑基于钙钛矿QDs的电阻式湿度传感器。湿敏特性测量结果表明:该湿度传感器在10%~100%的相对湿度(RH)的检测范围内具有良好的线性、快速响应特性;在70%RH时传感器的灵敏度为1.1,响应时间为33 s,恢复时间为38 s。此外,我们运用有限元方法模拟了管道微裂缝的泄漏行为,通过模拟不同流速、压力下的流速场和压力场分布,验证了利用湿度传感器检测泄漏点位置的可行性。

磷化铟胶体量子点合成及其在敏化太阳能电池中的应用进展

半导体胶体量子点在新型太阳能电池、发光、光电器件和生物医学等领域具有重要的应用价值。目前,对Ⅱ-Ⅵ族、Ⅲ-Ⅴ族等量子点的合成与应用研究仍然是一个研究热点。磷化铟被认为是Ⅲ-Ⅴ族半导体材料中最有希望替代CdSe和PdS等含镉或含铅半导体的材料。重点对磷化铟胶体量子点的合成方法和其在量子点敏化太阳能电池中的应用现状进行了讨论和展望,并提出磷化铟量子点在合成和光伏应用中面临的问题,期望能为高质量磷化铟量子点的合成以及量子点敏化太阳能电池应用研究提供参考。

喷墨打印量子点薄膜制备的影响因素研究

目的为了通过喷墨打印技术很好地实现量子点薄膜图案化,需要调节量子点薄膜制备工艺的各项参数以获得表面均匀、厚度适宜和无咖啡环结构的量子点薄膜。方法基板和退火是影响量子点薄膜成膜性能的2个重要参数,分别研究基板的清洗、材料和温度以及退火的温度和时间对喷墨打印量子点薄膜成膜性能的影响。结果选择3种不同类型的溶剂依次清洗可提高基板表面能,有利于墨水的铺展;PVK基板的量子点面薄膜形貌相较于Pedot:Pss更均匀;当基板温度为50℃、退火温度为80℃或90℃、退火时间为15 min时,咖啡环效应最弱,可获得表面均匀、厚度适宜和无咖啡环结构的量子点薄膜。结论基板的清洗、自身材料以及温度都会影响墨水的铺展性能,从而影响量子点薄膜的成膜性能;控制退火温度与退火时间,以使马兰戈尼流起作用,咖啡环效应被明显抑制,可以获得表面均匀的量子点薄膜。

碳量子点(CDs)耦合Annexin-V抗体复合物活体SD大鼠周围神经功能束鉴别的基础研究

目的:探寻术中可用的周围神经功能束鉴别的方法。方法:分组制备SD大鼠双侧股神经主干、股神经肌支及隐神经Sunderland V损伤模型,制备的Annexin V-碳量子点(Carbon quantumdots,CDs)抗体复合物涂抹神经断端,在380 nm紫外灯激发光源照射下,5、10、15和20 min后在荧光显微镜下观察荧光显色。结果:SD大鼠双侧股神经主干、股神经肌支及隐神经Sunderland V损伤断端染色5 min荧光强度不足以充分显示神经束;染色10~15 min强度明显增加,股神经主干的感觉束及隐神经在Annexin V-CDs抗体复合物染色下呈蓝色荧光,股神经主干的运动束及股神经肌支无荧光显示;染色20 min后荧光强度逐渐减弱。各分组组内样本染色5、10、15、20 min的染色强度无明显差异。结论:Annexin V-CDs抗体复合物能够实现术中SD大鼠周围神经功能束的鉴别。

掺氮碳量子点用于柳氮磺吡啶的快速检测

以微波法一步合成制备出荧光性能强、荧光量子产率为89.38%的掺氮碳量子点(N-CDs),并通过荧光猝灭法建立了快速准确测定柳氮磺吡啶(SSZ)的新方法。通过透射电子显微镜、傅里叶红外光谱对碳量子点进行表征,结果显示N-CDs的平均粒径为2.91 nm,主要由C、O、N元素组成,大量羰基、羟基和羧基存在于N-CDs表面。在最佳条件下,柳氮磺吡啶浓度在0.1~2μmol/L和3~200μmol/L范围内线性良好,检出限为0.2μmol/L。将所建方法用于柳氮磺吡啶肠溶片中柳氮磺吡啶含量的测定,回收率为97.3%~102%。

波长可调的量子点纠缠光源(特邀)

可按需产生纠缠光子对的量子光源是光量子网络中的重要组成部分。半导体量子点可确定性地产生高纠缠保真度的光子对。基于量子点构建量子网络所需的量子中继单元时,需要多个发光波长一致的高质量纠缠光源。然而量子点形貌、组分和应力的不均一性严重限制了基于量子点的量子中继器的可扩展性。国内外研究团队发展了多种量子点生长后调节技术,成功调节量子点精细结构劈裂并通过联合多个调节自由度实现多维度的调节。本文综述了目前联合多个调节自由度实现发光波长和精细结构劈裂均能调控的实验方案,总结了不同方案的调节方法和研究现状,并介绍了将量子点与光学微腔相结合通过Purcell效应能进一步提升纠缠光源的性能。最后,对该领域的未来发展进行展望。

碳量子点调控希瓦氏菌还原二硝基联苯的机制

土壤中广泛存在的希瓦氏菌(Shewanella)可通过胞外途径还原多种污染物.针对决定胞外还原效率的电子传递关键环节,以奥奈达希瓦氏菌(S.oneidensisMR-1)为模式微生物,研究了生物炭经硝酸氧化释放的碳量子点(CQDs)对该过程的强化规律和机制.发现制备的CQDs呈类球形,粒径为1.5~4nm,表面富含活性含氧官能团.Mtr通路是希瓦氏菌MR-1还原2,2’-二硝基联苯的主要电子传递通路,SirCD蛋白也参与了还原过程;CQDs可促进希瓦氏菌MR-1还原污染物的电子传递,降低污染物对菌体的毒性效应,提高2,2’-二硝基联苯的还原效率.土壤中的针铁矿阻碍希瓦氏菌MR-1还原2,2’-二硝基联苯,CQDs对此有一定缓解;腐殖酸可促进CQDs调控希瓦氏菌MR-1还原2,2’-二硝基联苯的反应.

CsPbX_(3)钙钛矿量子点玻璃放大自发辐射及微激光

综述了CsPbX_(3)钙钛矿纳米晶体尺寸、结构形貌及介孔包覆、玻璃包覆等因素对获取高质量激光输出、自发辐射、随机激光影响的研究现状。采用熔融技术与结晶法制备了CsPbX_(3)钙钛矿量子点玻璃,在420~714 nm全光谱范围内实现了可调谐的上转换发光。研究结果显示,具有高激子结合能的蓝光CsPbCl1.5Br1.5量子点玻璃更容易实现放大自发辐射。经440、470℃热处理后,绿光CsPbBr_(3)量子点玻璃在800 nm飞秒激光的激发下可实现全光谱可调谐放大自发辐射;经500、530℃热处理后,CsPbBr_(3)可实现随机激光。红光CsPb(BrI)_(3)量子点玻璃在590 nm处可实现随机激光。

铁磁性电极条件下T形双量子点结构中马约拉纳束缚态的解耦现象

通过将马约拉纳束缚态侧耦合到主通道中的量子点,从理论上研究了T形双量子点体系的输运性质.结果表明,调整侧耦合量子点能级和量子点-马约拉纳束缚态耦合方式,可以在线性输运区观察到马约拉纳束缚态与T形双量子点解耦的现象.引入铁磁性电极后,电导平台的出现或损坏明显依赖于体系中磁场与电极极化方向的差异,而马约拉纳束缚态的解耦现象仍然稳固.本工作有助于进一步诠释T形双量子点体系中马约拉纳束缚态的解耦现象,为深入认知以及探测马约拉纳束缚态提供理论支持.

量子点发光二极管传输层研究进展

量子点发光二极管(QLED)凭借着色纯度好、半最大发射带宽窄、无机成分寿命长、合成工艺简单等优点,在显示和固态照明等领域表现出广泛的应用潜力。近年来,QLED的性能提升迅速,有取代有机发光二极管(OLED)的趋势。QLED的传输层材料的选择对提高器件的载流子注入起到了至关重要的作用。传输层的化学性质及其界面也会对器件的稳定性和寿命产生影响。本文总结了QLED传输层的研究现状,分析了制约QLED性能的因素,介绍了其性能改进的方向方法,并展望了QLED的未来发展。

双模态碳量子点间充质干细胞成像及细胞分化研究

目的制备双模态碳量子点(carbon dots,CDs)探针并探索其示踪间充质干细胞(MSCs)的可行性。方法2022年10月至2023年5月,以钆喷酸葡胺、柠檬酸及二乙烯三胺为前驱体,采用水热法合成Gd∶CDs[钆(Gd)掺杂的碳量子点],进行表征并用于MSCs标记及成像。检测不同浓度Gd∶CDs(10、25、50 nmol/L)对MSCs成骨分化及成脂肪分化的影响。结果Gd∶CDs生物安全性好,荧光量子产率为76%,纵向弛豫率为5.5727 mmol^(-1)·s^(-1),具备双模态成像潜力,可用于MSCs标记。不同浓度Gd∶CDs(10、25、50 nmol/L)标记的MSCs经成骨诱导后,吸光度[D(λ)]分别为2.368±0.014、2.253±0.084及2.133±0.127,与对照组D(λ)(2.334±0.062)相比,高浓度Gd∶CDs对MSCs成骨分化有少许影响(P<0.05),中低浓度的Gd∶CDs标记对MSCs成骨分化无明显影响(P>0.05)。不同浓度Gd∶CDs(10、25、50 nmol/L)标记的MSCs经成脂肪诱导后,D(λ)分别为0.274±0.036、0.286±0.032、0.262±0.065,与对照组D(λ)(0.254±0.026)相比,各组对MSCs的成脂肪分化无明显影响(P>0.05)。结论采用水热法制备的Gd∶CDs荧光量子产率及纵向弛豫率高,具有示踪MSCs的潜能,且对MSCs的分化影响较小。

碳量子点的制备、环境应用和生物毒性

围绕碳量子点(CQDs)的制备方法、环境应用及风险展开综述,结果显示,CQDs可通过自上而下或自下而上的方法制备,它在200~400nm的紫外光区有一个或多个吸收峰,在可见光谱中的蓝色和绿色光域有荧光效应.基于此,CQDs可用于检测Hg^(2+)、Cr^(3+)、Mn^(2+)等10余种(重)金属离子,芳香类、四环素等有机污染物及亚硝酸盐等盐类,且具有较高的灵敏度.CQDs对苯酚、亚甲基蓝等有机污染物具有优异的光催化降解能力.CQDs的毒性比多数金属基量子点更低,其诱导生物体内活性氧的过度产生是主要的致毒机制.相关研究为正确认识和评估CQDs的环境风险提供参考,为制定合理的CQDs制备和回收策略提供建议.

金属卤化物CH_(3)NH_(3)PbBr_(3)钙钛矿量子点快速检测新烟碱类农药

以新烟碱类农药为靶标物,结合荧光传感策略构建了基于金属卤化物钙钛矿量子点CH_(3)NH_(3)PbBr_(3)(Perovskite quantum dots,PQDs)荧光探针快速检测新烟碱类农药的新方法。该方法的线性检测范围为0.0~20 mg/L,相关系数为0.9939,检出限和定量限分别为0.17 mg/kg和0.56 mg/kg。对萝卜和香蕉样品中噻虫胺的加标回收率在79.3%~115.4%之间,日内日间相对标准偏差在3.8%~9.4%之间。该方法具有高灵敏度、高选择性和适用性,为农产品中新烟碱类农药残留的风险防控提供了一种有效的检测技术。对噻虫胺与钙钛矿量子点之间的相互作用进行了研究,结果表明,钙钛矿量子点与噻虫胺之间的相互作用是一个动态过程,噻虫胺对钙钛矿量子点的荧光猝灭方式为通过氢键或范德华力形成了新的复合物的静态猝灭。其内容可作为其他光谱分析手段的技术基础,其分析检测结果可为果蔬安全监管提供有价值的建议。

AgInS_(2)量子点调控及其在WLED应用上的研究进展

AgInS_(2)量子点是一种有趣的材料,其近红外带隙范围从1.87到1.98 eV,作为直接带隙半导体,它能通过调节Ag/In比例来调节带隙,它还具有较宽的PL峰和较大的Stokes位移,同时低毒环保的特性也使它成为有望替代含Cd、Hg和Pb等重金属元素的二元量子点的理想材料,在光电器件领域尤其在发光二极管中有着广泛的应用前景。本文详细阐述了AgInS_(2)量子点晶体结构和发光机制,总结了其合成方法的特点并综述了通过壳体工程和掺杂的方法对AgInS_(2)量子点进行调控的策略,最后介绍了该类量子点在发光二极管方面的应用进展。

基于量子化学计算优化的氮掺杂碳量子点缓蚀剂制备及其缓蚀性能

[目的]氮掺杂碳量子点(N-CQDs)作为一种绿色高效的新型缓蚀剂,在腐蚀控制领域具有巨大的应用潜力。但由于其结构无法精确调控,很难对制备N-CQDs的众多前驱体进行筛选。[方法]依据密度泛函理论(DFT),通过Fukui指数计算各前驱体分子的优先反应活性位点,确定前驱体分子间一步脱水缩合反应产物的分子结构,并进行全局参量和局部参量的计算,分析了采用柠檬酸分别与乙二胺、尿素和氨基胍盐酸盐作为前驱体所合成的3种N-CQDs的缓蚀性能,再通过称重法对水热法合成的3种N-CQDs的缓蚀性能进行验证,优选出缓蚀性能最佳的缓蚀剂。采用紫外可见吸收光谱、荧光光谱和高分辨率场发射透射电镜表征优选缓蚀剂的荧光性能和表面形貌,并以电化学方法和表面分析方法研究此缓蚀剂对Q235碳钢在0.5 mol/L硫酸溶液中的缓蚀机理。[结果]以柠檬酸和氨基胍盐酸盐为前驱体制备的N-CQDs-3缓蚀性能最佳,且试验结果和理论计算结果一致。N-CQDs-3在紫外激发光下显示蓝绿光,平均粒径为(2.5±0.8)nm。该缓蚀剂是一种混合型缓蚀剂,主要通过物理和化学吸附同时抑制金属在酸溶液中腐蚀反应的发生,其对Q235碳钢在0.5 mol/L硫酸溶液中的缓蚀效率最高可达95.3%。[结论]通过量子化学计算方法对制备N-CQDs所用的前驱体进行筛选,提前预测其缓蚀性能,可提高试验效率。

基于多功能苯乙基溴化铵修饰层的喷墨打印钙钛矿量子点发光二极管

钙钛矿量子点(PQD)的喷墨打印技术在全彩显示应用中具有巨大潜力,但一些关键问题仍然影响其发光效率,例如不平衡的载流子注入、低质量的钙钛矿薄膜以及PQD自身的非辐射复合通道等。为解决这些问题,我们引入了界面修饰层苯乙基溴化铵(PEABr)以平衡器件的载流子传输。PEABr与钙钛矿二元溶剂(甲苯、萘)具有相似的结构,可改善PQD的印刷特性和成膜能力,并有效钝化PQD膜的Br-空位和界面缺陷。基于这一策略,成功实现了在414 cd/m^(2)亮度下,最大外量子效率(EQE)达到8.82%、电流效率(CE)达到29.15 cd/A的喷墨打印钙钛矿量子点发光二极管(PeLED),为喷墨打印技术在未来显示领域中的应用提供了有益的思路。