高效率荧光碳点的合成及其在白光LED方面的应用研究

发布时间：2022-12-04 20:05

　　碳点,作为一种新型的零维碳基材料,在短短十几年的研究中,已经在新型荧光材料中成为了一颗耀眼的明星。合成方面,碳点具有原料丰富,制备方法简单多样,成本低等特点;性能发面,碳点具有优异的发光性能,易于进行修饰改性,且自身毒性低,生物相容性好,对环境无毒无害。这些突出的优势使得碳点在生物成像,肿瘤治疗,分析检测,光催化和照明等领域均得到一定的应用研究。而近些年碳点发光性能的不断提升,使得基于碳点制备白光LED方面,构筑绿色照明系统发面得到了人们尤为广泛的关注。目前,碳点基的白光LED主要存在以下问题:第一,碳点的荧光量子产率仍然普遍偏低,这对于制备高效率的碳点基白光LED产生了阻碍;第二,碳点的荧光猝灭问题使得碳点在固态下很难获得较高的量子产率,从而制约了碳点实际应用;第三,作为产生白光不可或缺的一部分,发射波长相对较长的黄光和红光碳点仍然难以制备,且量子产率偏低。针对这些突出问题,本文将从高效率碳点的合成,实现碳点高效率固态荧光,制备高品质碳点基白光LED等三个方面展开深入研究,具体工作如下:1.高效率碳点的合成。以甲基红和邻苯二胺为前驱体,通过溶剂热法制备了量子产率高达95%的黄光碳点,... 

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 碳点简介
    1.2 碳点的合成方法
        1.2.1 激光刻蚀法
        1.2.2 电弧放电法
        1.2.3 电化学法
        1.2.4 溶剂热法
        1.2.5 微波合成法
        1.2.6 超声波合成法
    1.3 碳点的表征技术
    1.4 碳点的光学特性
        1.4.1 量子尺寸效应
        1.4.2 荧光猝灭现象
        1.4.3 斯托克斯位移
        1.4.4 激发波长依赖性
        1.4.5 稳定性
        1.4.6 发光机理
    1.5 碳点在白光LED方面的应用
        1.5.1 紫外泵浦白光LED
        1.5.2 蓝光泵浦白光LED
    1.6 本文研究目的和设计思路
2 高效率黄光碳点的合成及其在白光LED方面的应用
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 仪器设备
        2.2.3 黄光碳点的合成
        2.2.4 碳点1,2,3的制备
        2.2.5 碳点@聚苯乙烯复合薄膜的合成
        2.2.6 白光LED的制备
        2.2.7 白光面光源的制备
        2.2.8 理论计算方法
        2.2.9 Huang-Rhys因子拟合
        2.2.10 荧光量子产率测试
        2.2.11 白光LED流明效率的模拟计算
    2.3 结果与分析
        2.3.1 形貌与结构表征
        2.3.2 光学表征
        2.3.3 发光机理
        2.3.4 碳点的斯托克斯位移
        2.3.5 白光LED流明效率的模拟
        2.3.6 黄光碳点@聚苯乙烯薄膜
        2.3.7 高效率白光LED的制备
        2.3.8 白光面光源的制备
    2.4 本章小结
3 微波法制备高效率固态荧光碳点及其在白光LED方面的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 仪器设备
        3.2.3 碳点粉末的合成
        3.2.4 红光,绿光以及白光LED的制备
    3.3 结果分析
        3.3.1 结构与形貌表征
        3.3.2 光学性能
        3.3.3 发光机理
        3.3.4 绿光碳点粉末在白光LED方面的应用
    3.4 本章小结
4 结论
    4.1 全文总结
    4.2 展望
参考文献
作者简历与研究成果
致谢



本文编号：3708907