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超声法制备碳量子点发光性能的影响因素分析

发布时间:2018-01-15 13:15

  本文关键词:超声法制备碳量子点发光性能的影响因素分析 出处:《光谱学与光谱分析》2017年11期  论文类型:期刊论文


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【摘要】:超声法制备碳量子点过程简单,成本低廉,不易产生二次污染,应用前景广泛。为优化超声法制备碳量子点的各工艺参数,制备了关键工艺参数不同的碳量子点样品,测试其发射与激发光谱,分析了量子点浓度,溶剂种类,辅助剂种类、浓度,超声功率、时间等参数对碳量子点发光性能影响。结果表明超声法制备的碳量子点具有激发光波长依赖性,发射峰位置随激发波长的变化而发生明显改变;碳量子点浓度增加,发光强度由于非辐射能量传递和团聚作用,先增大后减小;由于溶剂效应,碳量子点在乙醇中比在水中发光强度更强,波长更短,且浓度越大时波峰移动越明显;相比盐酸,以NaOH为辅助剂制备的碳量子点表面钝化程度高,发光强度强;增加辅助剂NaOH浓度可提高量子点表面钝化程度,增大发光强度;同等时间下增加超声功率或同等功率下适量增加超声时间,可制备更多的碳量子点样品,但超声时间过长,碳量子点容易发生团聚猝灭现象。以上影响因素分析为超声法制备碳量子点的工艺参数优化提供了理论基础,有利于碳量子点大规模低成本的生产应用。
[Abstract]:The process of preparing carbon quantum dots by ultrasonic method is simple, the cost is low, the secondary pollution is not easy to be produced, and the application prospect is wide. In order to optimize the technological parameters of preparing carbon quantum dots by ultrasonic method. The emission and excitation spectra of carbon quantum dots (QDs) with different key process parameters were prepared and their emission and excitation spectra were measured. The concentration of QDs, the kinds of solvents, the kinds of auxiliary agents, the concentration of QDs, and the ultrasonic power were analyzed. The effect of time and other parameters on the luminescence performance of carbon quantum dots is investigated. The results show that the emission peak position of the carbon quantum dots prepared by ultrasonic method is dependent on the wavelength of excited light, and the position of emission peak changes obviously with the change of excitation wavelength. With the increase of the concentration of carbon quantum dots, the luminescence intensity increases firstly and then decreases due to the non-radiative energy transfer and agglomeration. Because of the solvent effect, the emission intensity of carbon quantum dots in ethanol is stronger than that in water, the wavelength is shorter, and the peak shift is more obvious when the concentration is higher. Compared with hydrochloric acid, the surface passivation degree and luminescence intensity of carbon quantum dots prepared by NaOH were higher than those of hydrochloric acid. The surface passivation degree and luminescence intensity of QDs can be increased by increasing the concentration of auxiliary agent NaOH. More carbon QDs can be prepared by increasing ultrasonic power at the same time or increasing ultrasonic time at the same power, but the ultrasonic time is too long. The analysis of the influencing factors provides a theoretical basis for the optimization of the process parameters for the preparation of carbon quantum dots by ultrasonic method, which is beneficial to the large scale and low cost production of carbon quantum dots.
【作者单位】: 郑州轻工业学院电气信息工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(61002007,61503344) 郑州轻工业学院博士科研基金项目(2015BSJJ023,2014BSJJ041) 河南省高等学校重点科研项目(18A510021)资助
【分类号】:O471.1
【正文快照】: 引言碳量子点(CQDs)不仅具有传统半导体量子点的优良光致发光性能,还具有毒性低、生物相容性好、化学稳定性高、耐光漂白性强和易于表面修饰等优点,在生物成像[1]、荧光标记、药物运输、金属离子检测[2]、光催化、生物传感器等方面具有重要的应用潜力[3-4]。现有的碳量子点制

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