碳量子点及其复合材料的制备与性能研究

发布时间：2017-08-05 08:36

  本文关键词：碳量子点及其复合材料的制备与性能研究

  更多相关文章： 碳量子点 水热法 量子产率 荧光性能 电化学法 复合材料

【摘要】：碳量子点作为碳纳米材料家族的新成员,不仅拥有独特的物理、化学特性,例如宽的吸收光谱带,优良的光致发光特性,化学稳定性和对环境的无害性等,而且克服了传统量子点毒性大的缺点,具有良好的生物相容性,可谓集碳纳米材料和传统量子点的各种优点于一身,因此拥有很大发展潜力和研究价值。本文使用一步水热法制备了蓝色荧光碳量子点,该方法步骤简便,易于操作,所得产物荧光性能好,量子产率高,表现出较大的应用潜力。随后参考文献,使用电化学法制备了碳量子点并将其与光催化剂进行复合,制备出了光催化性能良好的的复合材料。主要研究内容如下：(1)以柠檬酸和二乙烯三胺为前驱体,采用水热法一步制备了蓝色荧光碳量子点。荧光测试结果显示：该碳量子点具有优良的荧光性能,高的量子产率以及上转换性能。而后进一步考察分析了存放时间、溶液体系的pH值和不同金属离子对碳量子点溶液荧光性能的影响,实验结果证明,该碳量子点长时间稳定性良好；对低pH较为敏感,在酸性溶液中,随着pH的减小,其荧光发射峰位置会从465nm红移到500nm处,而在碱性溶液中较为稳定；对部分金属离子较为敏感,会引起荧光性能的改变,尤其对Fe3+能够实现特异性识别。(2)通过电化学法制备了碳量子点,水热法制备了铋系光催化剂(Bi2MoO6、 Bi2WO6),然后将碳量子点和铋系光催化剂进行复合,利用碳量子点来敏化铋系光催化剂,从而拓宽其吸收光谱,提高其对可见光的利用率。对样品进行了降解亚甲基蓝的光催化测试,测试结果证明复合材料Bi2MoO6/CDs、Bi2WO6/CDs在可见光下的光催化性能明显优于Bi2MoO6、Bi2WO6。
【关键词】：碳量子点 水热法 量子产率 荧光性能 电化学法 复合材料
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ127.11;TB383.1;O643.36
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第1章 绪论12-31
• 1.1 引言12-13
• 1.2 碳量子点的制备方法13-18
• 1.2.1 自上而下法13-15
• 1.2.2 自下而上法15-18
• 1.3 碳量子点性质18-22
• 1.3.1 碳量子点的荧光特性18-20
• 1.3.2 碳量子点的上转化荧光特性20-21
• 1.3.3 碳量子点的光稳定性21-22
• 1.3.4 碳量子点良好的生物相容性和低毒性22
• 1.4 碳量子点应用22-30
• 1.4.1 检测探针23-25
• 1.4.2 生物成像25-27
• 1.4.3 光电材料27-28
• 1.4.4 光催化28-30
• 1.5 本论文的主要研究内容及意义30-31
• 第2章 水热法制备碳量子点及其性能研究31-46
• 2.1 引言31
• 2.2 实验部分31-34
• 2.2.1 实验试剂31-32
• 2.2.2 实验仪器32
• 2.2.3 水热法合成荧光碳量子点32-33
• 2.2.4 量子产率的测定33-34
• 2.3 结果与讨论34-40
• 2.3.1 碳量子点光学性质分析34-38
• 2.3.2 碳量子点制备条件的优化38-40
• 2.4 影响碳量子点发光的几个因素40-44
• 2.4.1 存放时间对碳量子点荧光性能的影响40-41
• 2.4.2 pH对碳量子点荧光性能的影响41-42
• 2.4.3 金属离子对碳量子点荧光性能的影响42-44
• 2.5 本章小结44-46
• 第3章 Bi_2MoO_6/CDs和Bi_2WO_6/CDs复合材料的制备及其性能的研究46-53
• 3.1 引言46
• 3.2 实验部分46-49
• 3.2.1 实验试剂46-47
• 3.2.2 实验仪器47
• 3.2.3 实验步骤47-49
• 3.2.3.1 电化学法制备碳量子点47
• 3.2.3.2 钼酸铋的制备47-48
• 3.2.3.3 钨酸铋的制备48
• 3.2.3.4 Bi_2MoO_6/CDs复合材料的制备48
• 3.2.3.5 Bi_2WO_6/CDs复合材料的制备48
• 3.2.3.6 光催化性能的测试48-49
• 3.3 结果与讨论49-52
• 3.3.1 四种样品的XRD分析49-50
• 3.3.2 光催化测试的结果50-51
• 3.3.3 碳量子点敏化铋系光催化剂的机制51-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第4章 结论与展望53-55
• 4.1 结论53-54
• 4.2 展望54-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 ;One-step synthesis of fluorescent hydroxyls-coated carbon dots with hydrothermal reaction and its application to optical sensing of metal ions[J];Science China(Chemistry);2011年08期

2 夏和生,王琪;纳米技术进展[J];高分子材料科学与工程;2001年04期

3 杨剑,滕凤恩;纳米材料综述[J];材料导报;1997年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 李晓敏;新型水溶性荧光碳量子点的制备及其性质研究[D];河南师范大学;2013年

，

本文编号：624000