生物质基绿色荧光N掺杂碳点的制备及分析

以落叶松树皮为原料,40%乙醇水溶液为溶剂,通过超声波破碎法得到提取液后加入乙二胺,采用水热合成法制备了N掺杂碳点(NCDs)。通过FT-IR、XPS、TEM、XRD和UV对NCDs的结构进行表征分析,结果表明:制备的NCDs主要含有C、N、O这3种元素,其表面存在苯环、氨基、羟基和羰基等基团;NCDs为球形粒子,平均粒径4.8 nm,其存在石墨化碳核的(002)晶面,在≤300 nm和300~600 nm区域存在由π-π*和n-π*电子跃迁引起的紫外吸收,证实了NCDs主要由石墨化碳核及其表面功能基团组成。荧光性能分析结果表明:NCDs具有激发依赖性和良好的抗光漂白稳定性,随着温度的升高其荧光强度降低。通过不同金属离子对NCDs荧光强度影响分析,可知Fe3+对NCDs具有选择性荧光静态猝灭作用,其检测极限(LOD)值为9.07μmol/L。通过复合法制备了黄绿色荧光粉NCDs/SiO2,将其作为颜色转换层,使用蓝光发射(450 nm)半导体芯片封装,可得到国际照明委员会(CIE)1931色度图坐标为(0.3182,0.3030),相关色温(CCT)为6381 K,显色指数(CRI)为84.1的白色发光二极管(WLED)。

N掺杂碳点的制备及荧光性能研究

以百合花为碳源和氮源,通过水热法制备出N掺杂碳点。通过透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)等对制备的N掺杂碳点的形貌和化学结构进行表征,并通过紫外-可见光吸收谱(UV-Vis)和荧光发射光谱(PL)等对N掺杂碳点的光学性能进行分析。结果表明:N掺杂碳点类似球状结构,平均粒径为2.7nm,其具有激发波长依赖性,荧光强度随激发波长的增加呈现先增加后降低的趋势,最佳激发波长和发射波长分别为365nm和450nm。研究表明,N掺杂碳点具有良好的光致发光特性和稳定性,有望应用于荧光防伪油墨。

高量子产率P,N掺杂碳点用于苦味酸检测及荧光上染研究

选择富含N和P的乙二胺四亚甲基膦酸以及富含N的柠檬酸氢二铵作为前驱体,通过一步水热法制备了具有亮蓝色荧光的P,N非金属双掺杂碳点。采用高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收(UV-Vis)和荧光光谱等技术对所制备碳点的形貌、结构及光学性质进行了表征。实验表明,所制备的P,N掺杂碳点表现出良好的分散性和均匀的粒径分布,其荧光量子产率达42.16%。加入不同的分析物后,发现苦味酸的加入能够使碳点荧光被猝灭91%。基于此,开发了一种荧光分析方法用于检测苦味酸,检出限为0.1μmol/L。P,N掺杂碳点良好的固态荧光特性,使其成功应用于荧光上染研究。

水热法制备S、N共掺杂碳点及其银离子的荧光检测

以通过氢键形成分子单元的异硫氰酸胍为掺杂剂,采用一锅水热法制备了具有明亮蓝色荧光的S、N共掺杂碳点.结构表征显示,N和S元素能够通过杂环原子和碳点表面官能团的形式充分掺杂.该碳点溶液的光致发光最佳激发波长为395nm,对应发射谱从"激发独立"变为"激发依赖".在碳点的形成过程中,出现了一些分子级荧光团,随着碳化过程以表面官能团的形式键合在碳点的表面,这为该碳点作为银离子检测的传感探针提供了可能.碳点溶液荧光强度和银离子浓度在不同浓度范围内成线性关系,基团-S-C≡N能够促进银离子对碳点溶液荧光的猝灭效应.该碳点溶液制备方法简单、性能优异,为高效检测工业污染物中银离子的应用提供了一种可能的途径.

微波绿色合成N,S共掺杂碳点及其在Fe^(3+)检测和温度传感方面的应用

以韭菜为前驱体,采用微波法一步绿色合成N,S共掺杂的粒径均匀、分散性好的碳点。所合成的碳点近似球状,粒径2.0-5.0 nm。在365 nm的紫外灯照射下发明亮的蓝色荧光,发射峰具有激发波长依赖性。Fe^(3+)对所制备的碳点有明显选择性荧光猝灭现象。在5-300μmol/L的范围内,荧光猝灭程度(F/F_(0))与Fe^(3+)浓度呈现良好的线性关系(R=0.9930),检测限为4.0μmol/L。同时探测温度对制备碳点的影响,在20-55℃范围内,碳点荧光强度与温度具有较好的线性响应。由于生理温度范围在此温度范围内,所制备的碳点可用于细胞温度传感。

N,S-CQDs/Mn_(0.5)Cd_(0.5)S的制备及光催化产氢性能

采用水热法制备了氮、硫共掺杂碳量子点(N,S-CQDs),并用超声辅助法合成了N,S-CQDs修饰的Mn_(0.5)Cd_(0.5)S(MCS)复合光催化材料.研究表明,在模拟太阳光照射下,质量分数为1%的N,S-CQDs/MCS的光催化产氢速率显著提高,为34159.25μmol/(g·h),是MCS的1.63倍,是质量分数为1%的CQDs/MCS的1.14倍.此复合物光催化产氢性能的提高主要归因于N,S-CQDs优异的电子迁移能力以及MCS与N,S-CQDs之间的紧密接触.

N掺杂花生膜碳量子点“关-开”型荧光探针检测对苯二酚

以花生仁膜和尿素为原料采用水热一步法制备了N掺杂花生膜碳量子点(N-CQDs),在考察量子点光谱特征基础上,发现在pH 10.38的B-R缓冲体系中KMnO;能导致量子点荧光信号"关闭",对苯二酚的加入又能使体系荧光重新"打开",基于此构建了N-CQDs-KMnO;体系"关-开"型荧光探针检测对苯二酚的新方法。结果表明,对苯二酚浓度在0.10~200 mmol/L范围内与N-CQD-KMnO;体系的荧光强度呈良好线性关系,线性方程为ΔF=1.6819c+153.84,线性相关系数r=0.9992,检出限为30μmol/L。方法成功应用于模拟样品中对苯二酚检测。