激发和浓度双重依赖的多色荧光碳点的性能及应用
发布时间：2021-04-12 16:04
碳点（CDs）作为一种新型的碳基荧光纳米材料,由于其优异的水溶性、低毒性、独特的光学性能、良好的生物相容性和易于表面功能化等优点,受到人们的广泛关注。特别是具有多色荧光发射的碳点,在传感、生物成像和光电器件等方面有着广阔的应用前景。然而,实际应用中,多色碳点的发光颜色往往受限于特定材料的粒径尺寸、结构及成分等。因此,基于多色碳点荧光颜色的调谐,成功合成了具有激发和浓度双重依赖的多色荧光碳点,并深入研究了该碳点的光学性能及其应用,主要内容如下:（1）使用柠檬酸和甲酰胺通过一锅溶剂热法成功合成了一种具有激发和浓度双重依赖性的多色荧光碳点。该可调谐荧光碳点可以通过多通道调控（调激发波长和浓度）实现从蓝色到红色的全色荧光发射。我们提出了一种通过控制共轭sp2共轭域实现双重依赖碳点的高效全彩色发射的新策略。将该碳点与聚乙烯醇（PVA）溶液混合制备了多色CDs@PVA薄膜,这些具有多色发射的荧光复合材料可以应用于发光二极管（LED）中。此外,该碳点可以通过荧光颜色的变化定性地检测重金属离子,为重金属离子的检测提供了一种简便的策略。（2）利用与Fe3+响应...
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳点的主要制备方法：自上而下法和自下而上法[5]
第1章引言3谐发射的碳点，其颜色从紫罗兰到蓝色、绿色、黄色、橙色和红色，最佳发射峰分别为400、460、500、540、610和710nm（图1-2b）。以柠檬酸、乙二醇和乙二胺封端的聚乙烯亚胺为前驱体，在反应体系中加入适量的脱水剂磷酸或还原剂硼氢化钠（NaBH4），以调节荧光发射峰。在柠檬酸溶液中加入NaBH4，制备了从紫色到黄色发射的碳点，在乙二醇溶液中加入磷酸，得到了从黄色到红色发射的碳点。详细的材料表征表明，该碳点的可调谐发射是由碳点的化学成分的变化引起的，取决于碳化过程中发生的脱氢反应。这些合成条件改变了成核和生长过程，导致了更多含氧基团或含氮基团的形成，最终决定了其光致发光性质。图1-2不同碳源制备的多色荧光碳点的示意图[25,26]1.2.2控制反应条件Sun[27]等人用柠檬酸和尿素作为碳源，通过调节反应物的比例和热裂解温度合成碳点，这些碳点的最大发射逐渐从蓝光转移到红光覆盖整个光谱。通过控制石墨化程度和表面官能团COOH，碳点的发射位置可以从430nm调谐到630nm。碳点均匀分散到环氧树脂中，制备透明碳点@环氧复合材料，用于多色和白光发光器件。Yuan[28]等人通过控制柠檬酸和二氨基萘的融合和碳化，在200°C溶剂热处理，不同的反应时间或添加适量的浓硫酸，制备了从蓝色到红色的多色荧光碳点（图1-3a）。对应的蓝色、绿色、黄色、橙色和红色荧光发射峰位置分别为430、513、535、565和604nm。该碳点的红移发射是由于量
第1章引言4子尺寸效应诱导的碳点的带隙跃迁引起的。该碳点直接作为发射层制备单色电致发光二极管，其稳定的从蓝色到红色的发光颜色取决于该多色碳点的发射。Xiong[13]课题组通过调整制备的反应溶剂，一锅溶剂热法合成了一系列可调谐的多色发射碳点（图1-3b）。反应溶剂控制了前驱体的脱水和碳化过程，从而确定了碳点sp2共轭域的大小和石墨氮的含量，最终导致碳点从蓝色到近红外的不同发射颜色。近红外发射碳点具有较高的荧光量子产率、长期稳定性和较低的细胞毒性，可作为体外和体内生物成像的优良荧光探针。图1-3不同的反应条件（时间、反应溶剂）下制备多色荧光碳点的示意图[28,13]1.2.3调整分离方法纯化和尺寸分离是制备多色荧光碳点的重要步骤。常见的分离方法有超滤和离心、凝胶电泳、柱层析法。超滤[29]和离心[30]作为有效的尺寸分离技术，可单独或一起用作分离不同尺寸的碳点。Pang及其同事[31]用碳纤维在硝酸中进行氧化，通过改变反应时间控制表面氧化程度，然后采用超滤分离方法，收集了三个有效分离的组分，其对应的分子量分别为<3、3–10和10–30kDa，合成了一系列荧光从蓝色到红色发射的碳点，所有碳点的发射都与激发波长无关。实验表明碳点的发射不仅与表面氧化程度相关，而且与碳点粒径尺寸有关。凝胶电泳是一种具有可调孔径的分离方法，被广泛应用于生物学中，根据大小和电荷状态分离蛋白质、核酸或
本文编号：3133578
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
碳点的主要制备方法：自上而下法和自下而上法[5]
第1章引言3谐发射的碳点，其颜色从紫罗兰到蓝色、绿色、黄色、橙色和红色，最佳发射峰分别为400、460、500、540、610和710nm（图1-2b）。以柠檬酸、乙二醇和乙二胺封端的聚乙烯亚胺为前驱体，在反应体系中加入适量的脱水剂磷酸或还原剂硼氢化钠（NaBH4），以调节荧光发射峰。在柠檬酸溶液中加入NaBH4，制备了从紫色到黄色发射的碳点，在乙二醇溶液中加入磷酸，得到了从黄色到红色发射的碳点。详细的材料表征表明，该碳点的可调谐发射是由碳点的化学成分的变化引起的，取决于碳化过程中发生的脱氢反应。这些合成条件改变了成核和生长过程，导致了更多含氧基团或含氮基团的形成，最终决定了其光致发光性质。图1-2不同碳源制备的多色荧光碳点的示意图[25,26]1.2.2控制反应条件Sun[27]等人用柠檬酸和尿素作为碳源，通过调节反应物的比例和热裂解温度合成碳点，这些碳点的最大发射逐渐从蓝光转移到红光覆盖整个光谱。通过控制石墨化程度和表面官能团COOH，碳点的发射位置可以从430nm调谐到630nm。碳点均匀分散到环氧树脂中，制备透明碳点@环氧复合材料，用于多色和白光发光器件。Yuan[28]等人通过控制柠檬酸和二氨基萘的融合和碳化，在200°C溶剂热处理，不同的反应时间或添加适量的浓硫酸，制备了从蓝色到红色的多色荧光碳点（图1-3a）。对应的蓝色、绿色、黄色、橙色和红色荧光发射峰位置分别为430、513、535、565和604nm。该碳点的红移发射是由于量
第1章引言4子尺寸效应诱导的碳点的带隙跃迁引起的。该碳点直接作为发射层制备单色电致发光二极管，其稳定的从蓝色到红色的发光颜色取决于该多色碳点的发射。Xiong[13]课题组通过调整制备的反应溶剂，一锅溶剂热法合成了一系列可调谐的多色发射碳点（图1-3b）。反应溶剂控制了前驱体的脱水和碳化过程，从而确定了碳点sp2共轭域的大小和石墨氮的含量，最终导致碳点从蓝色到近红外的不同发射颜色。近红外发射碳点具有较高的荧光量子产率、长期稳定性和较低的细胞毒性，可作为体外和体内生物成像的优良荧光探针。图1-3不同的反应条件（时间、反应溶剂）下制备多色荧光碳点的示意图[28,13]1.2.3调整分离方法纯化和尺寸分离是制备多色荧光碳点的重要步骤。常见的分离方法有超滤和离心、凝胶电泳、柱层析法。超滤[29]和离心[30]作为有效的尺寸分离技术，可单独或一起用作分离不同尺寸的碳点。Pang及其同事[31]用碳纤维在硝酸中进行氧化，通过改变反应时间控制表面氧化程度，然后采用超滤分离方法，收集了三个有效分离的组分，其对应的分子量分别为<3、3–10和10–30kDa，合成了一系列荧光从蓝色到红色发射的碳点，所有碳点的发射都与激发波长无关。实验表明碳点的发射不仅与表面氧化程度相关，而且与碳点粒径尺寸有关。凝胶电泳是一种具有可调孔径的分离方法，被广泛应用于生物学中，根据大小和电荷状态分离蛋白质、核酸或
本文编号：3133578
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3133578.html
