【摘 要】
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相比于传统的半导体量子点和荧光染料,荧光碳量子点具有荧光稳定性好,生物相容性强,毒性低粒径小,耐光漂白,发射波长可调控以及上转换荧光性质等特点。碳量子点作为一种新型
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相比于传统的半导体量子点和荧光染料,荧光碳量子点具有荧光稳定性好,生物相容性强,毒性低粒径小,耐光漂白,发射波长可调控以及上转换荧光性质等特点。碳量子点作为一种新型的碳纳米材料,因其独特的光电特性和潜在的应用价值被广泛地应用到许多领域,如催化,检测,生物成像以及光电器件等。本文采用微波以及水热法合成了荧光碳点,进行氨基功能化处理,并将其用于光催化剂设计和金属离子检测。本文制备的荧光碳点均为无定型结构,没有完整、连续的晶体结构。水热法制备的碳点无论是粒径大小、量子产率还是荧光性能都优于微波法,而且碳点粒径大小均匀,分散性良好,粒径尺寸在2-3 nm之间,接近于零维尺寸状态;碳点在紫外光区具有很强的吸收能力,吸收带可延长至可见光区。CQDs表面含有大量的羟基和羧基等亲水基团,具有良好的水溶性和生物相容性。碳点发射波长、发射峰强度以及发光颜色皆具有激发波长依赖性。无论CQDs还是N-CQDs都具有上转换荧光性质,在长波长光（700-900 nm）的激发下,碳量子点会发出比激发波长更短的荧光（350-500 nm）。氨基化过程中,碳点表面部分基团与氮源反应后生成了酰胺和醇类,如:-OH,NH-R和-CONH,减少非辐射复合,N-CQDs荧光性能明显优于CQDs;氧化性较强的离子俘获电子能力强,干扰了电子和空穴复合,通过有效的电子转移促进非辐射的电子空穴复合湮灭;氧化性较弱离子俘获电子能力较弱,与碳点表面的一些缺陷、官能团相互作用,在碳点表面形成多种缺陷,使得荧光强度得到加强。Fe3+能与CQDs表面的极性氨基和含氧基团发生螯合作用,碳点可用来高灵敏度、高选择性检测水溶液中的Fe3+。碳点可以充当电子存储体,使电子可以轻易的在碳点和Ti O2表面之间转移,而且碳点有明显的上转换发光性能,可进一步激发Ti O2产生电子空穴对,CQDs以及N-CQDs都能明显提高Ti O2光催化性能。
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