碳点的固相制备及其发光性质研究
发布时间：2023-06-03 22:02
碳点(CDs)作为一类新型的发光纳米材料,具有粒径小、原料广泛、毒性低、水溶性好、生物相容性优异、化学稳定性强、抗光漂白性高和易功能化等优点,在发光器件、药物传输、化学分析、生物传感等诸多领域表现出巨大的应用潜力。然而,碳点的制备多为液相合成法,升温过程即开始了碳化,温度区间比较宽,合成过程较为复杂,难以监控,这导致碳点一致性较差。此外,部分方法还需要较为繁琐的后处理、产率低、大规模制备亦较难。因此,本论文从碳点的固相合成法出发,进一步拓展优化,制备出具有优异的光学性能的多功能碳点。首先提出了一种工艺操作简单、易于规模化制备的固相合成法:以1,2,4-三氨基苯为唯一碳源,直接煅烧以制备红光碳点(r-CDs),并优化煅烧温度及保温时间以获得高量子效率且具有优异红光发射性能的r-CDs。研究发现,此r-CDs在比色和荧光双模式下对溶液pH值的变化有很好的响应。随着缓冲溶液pH从4.0增加到8.0,日光下其颜色从红色变为橙色,再变为黄色,而在紫外光照下,溶液的荧光发射峰从650 nm(紫色)移动到610 nm(橙色),最后蓝移至585 nm(黄色),上述现象均能被肉眼观察到。通过傅里叶变换红...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 碳点的合成方法
1.2.1 液相合成法
1.2.2 固相合成法
1.3 碳点的发光机理研究
1.3.1 碳点的荧光性质
1.3.2 碳点的室温磷光性质
1.4 碳点的应用
1.4.1 在生物成像和传感领域的应用
1.4.2 在防伪领域的应用
1.5 本论文设计思路
第二章 固相合成法制备pH响应的红光碳点
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 测试仪器
2.2.3 实验步骤
2.2.4 量子产率的计算方法
2.2.5 缓冲溶液及pH试纸的制备
2.2.6 毒性测试
2.2.7 pH响应的细胞成像
2.2.8 测试方法及条件
2.3 结果与讨论
2.3.1 红光发射碳点(r-CDs)的制备及表征
2.3.2 红光发射碳点的pH响应性研究
2.3.3 pH响应机制研究
2.3.4 r-CDs对于细胞p H检测的应用
2.4 本章小结
第三章 熔融盐法制备激发依赖的室温磷光碳点及其光学性质研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料
3.2.2 测试仪器
3.2.3 实验步骤
3.2.3.1 CDs@MS纳米复合物的制备
3.2.3.2 CDS-Ⅰ-2到CDS-Ⅰ-5纳米复合物的制备
3.2.3.3 不同金属离子制备 CDs@MS 纳米复合物的对照实验
3.2.3.4 CDS-Ⅱ-2到 CDS-Ⅱ-12纳米复合物的制备
3.2.3.5 碳三氮四(C3N4)粉末的制备
3.2.3.6 测试方法及条件
3.3 结果与讨论
3.3.1 CDs@MS纳米复合材料的制备及光学性质研究
3.3.2 形貌结构分析
3.3.3 电子密度对磷光性质的影响研究
3.3.4 熔融盐方法的优异性
3.3.5 在防伪领域的应用
3.4 本章小结
第四章 聚集诱导的水分散室温磷光碳点的制备及光学性质研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料
4.2.2 测试仪器
4.2.3 实验步骤
4.2.3.1 CDs@MP 纳米复合材料的制备
4.2.3.2 盐基质(MP)材料的制备
4.2.3.3 CDS-Ⅰ-1至CDS-Ⅰ-10复合材料的制备
4.2.3.4 CDS-Ⅱ-1至CDS-Ⅱ-7复合材料的制备
4.2.3.5 测试方法及条件
4.3 结果与讨论
4.3.1 CDs@MP纳米复合材料的制备和反应条件优化
4.3.2 CDs@MP纳米复合材料的光学性质研究
4.3.3 CDs@MP纳米复合材料的形貌结构分析
4.3.4 CDs@MP纳米复合材料的聚集诱导磷光性质探究
4.3.5 熔盐法优势分析
4.3.6 CDs@MP在温度和p H检测应用
4.4 本章小结
全文总结与展望
主要结论
展望
参考文献
致谢
附录
本文编号：3830125
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 碳点的合成方法
1.2.1 液相合成法
1.2.2 固相合成法
1.3 碳点的发光机理研究
1.3.1 碳点的荧光性质
1.3.2 碳点的室温磷光性质
1.4 碳点的应用
1.4.1 在生物成像和传感领域的应用
1.4.2 在防伪领域的应用
1.5 本论文设计思路
第二章 固相合成法制备pH响应的红光碳点
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 测试仪器
2.2.3 实验步骤
2.2.4 量子产率的计算方法
2.2.5 缓冲溶液及pH试纸的制备
2.2.6 毒性测试
2.2.7 pH响应的细胞成像
2.2.8 测试方法及条件
2.3 结果与讨论
2.3.1 红光发射碳点(r-CDs)的制备及表征
2.3.2 红光发射碳点的pH响应性研究
2.3.3 pH响应机制研究
2.3.4 r-CDs对于细胞p H检测的应用
2.4 本章小结
第三章 熔融盐法制备激发依赖的室温磷光碳点及其光学性质研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验材料
3.2.2 测试仪器
3.2.3 实验步骤
3.2.3.1 CDs@MS纳米复合物的制备
3.2.3.2 CDS-Ⅰ-2到CDS-Ⅰ-5纳米复合物的制备
3.2.3.3 不同金属离子制备 CDs@MS 纳米复合物的对照实验
3.2.3.4 CDS-Ⅱ-2到 CDS-Ⅱ-12纳米复合物的制备
3.2.3.5 碳三氮四(C3N4)粉末的制备
3.2.3.6 测试方法及条件
3.3 结果与讨论
3.3.1 CDs@MS纳米复合材料的制备及光学性质研究
3.3.2 形貌结构分析
3.3.3 电子密度对磷光性质的影响研究
3.3.4 熔融盐方法的优异性
3.3.5 在防伪领域的应用
3.4 本章小结
第四章 聚集诱导的水分散室温磷光碳点的制备及光学性质研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料
4.2.2 测试仪器
4.2.3 实验步骤
4.2.3.1 CDs@MP 纳米复合材料的制备
4.2.3.2 盐基质(MP)材料的制备
4.2.3.3 CDS-Ⅰ-1至CDS-Ⅰ-10复合材料的制备
4.2.3.4 CDS-Ⅱ-1至CDS-Ⅱ-7复合材料的制备
4.2.3.5 测试方法及条件
4.3 结果与讨论
4.3.1 CDs@MP纳米复合材料的制备和反应条件优化
4.3.2 CDs@MP纳米复合材料的光学性质研究
4.3.3 CDs@MP纳米复合材料的形貌结构分析
4.3.4 CDs@MP纳米复合材料的聚集诱导磷光性质探究
4.3.5 熔盐法优势分析
4.3.6 CDs@MP在温度和p H检测应用
4.4 本章小结
全文总结与展望
主要结论
展望
参考文献
致谢
附录
本文编号：3830125
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