表面调控对碳纳米点发光性能的影响及应用研究

发布时间：2021-07-09 08:26

　　发光碳纳米点是近十几年来发展起来的一种重要的荧光材料。大量研究表明其具有良好的光稳定性、优异的荧光性质、低廉的制备成本以及良好的生物相容性等优势,在生物成像、传感、催化、光电器件及照明等领域具有潜在的应用价值。经过十几年的研究,碳纳米点在合成、机理与应用等方面取得了很大的进展。然而,仍有多个关键问题有待解决,如碳纳米点的表面态对其发光的影响,聚集诱导荧光淬灭等。针对以上问题,本文以碳纳米点为研究对象,围绕其合成,发光性能,表面处理对其发光的影响及碳纳米点应用领域的拓展开展了以下研究工作:1.探索解决碳纳米点聚集诱导淬灭的新手段。开发了一种直接的表面处理方法来克服聚集诱导的荧光淬灭,将原本固态下荧光淬灭的蓝光碳纳米点加入到过氧化氢溶液中进行加热处理,制得可直接在固态下发光的碳纳米点,这种处理后的碳纳米点在溶液态发蓝光,在固态下发荧光量子效率为25%的黄绿光。过氧化氢处理后的碳纳米点因为表面处理获得了较宽带隙的表面能级结构,抑制了在聚集态下由于表面态发生的无辐射跃迁过程。实现了纯碳纳米点粉末的固态发光并且拥有聚集诱导红移与增强发光的特性。不同于大多数研究中利用基质掺杂的方式,本方法是利用表... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省

【文章页数】：103 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

碳纳米点的两类合成方法

表面调控对碳纳米点发光性能的影响及应用研究8图1.2碳纳米点的透射电子显微镜图像，插图为高分辨透射电镜图像与碳纳米点的粒径分布柱状图。Figure1.2TEMimageofCDs,insetsshowHRTEMimageandsizedistributionhistograms.扫描电子显微镜（SEM）:SEM与TEM都是利用电子取代光，与物质相互作用，使其成像，两者成像电子不同。碳纳米点一般尺寸在10纳米以下，而SEM由于分辨率最低为5~10纳米，无法像TEM一样直接观测到碳纳米点的个体，在SEM测试中难以得到清晰的图像。因此，在碳纳米点研究领域，一般SEM起辅助作用，对聚集态下的碳纳米点或者复合物颗粒进行形貌表征。图1.3碳纳米点粉末的扫描电子显微镜图像。Figure1.3SEMimageofCDspowder.原子力显微镜（AFM）：AFM是在纳米尺度操作材料，及其成像和测量最重要的工具。信息是通过微悬臂感受和悬臂上尖细探针的表面的“感觉”来收集的，

表面调控对碳纳米点发光性能的影响及应用研究8图1.2碳纳米点的透射电子显微镜图像，插图为高分辨透射电镜图像与碳纳米点的粒径分布柱状图。Figure1.2TEMimageofCDs,insetsshowHRTEMimageandsizedistributionhistograms.扫描电子显微镜（SEM）:SEM与TEM都是利用电子取代光，与物质相互作用，使其成像，两者成像电子不同。碳纳米点一般尺寸在10纳米以下，而SEM由于分辨率最低为5~10纳米，无法像TEM一样直接观测到碳纳米点的个体，在SEM测试中难以得到清晰的图像。因此，在碳纳米点研究领域，一般SEM起辅助作用，对聚集态下的碳纳米点或者复合物颗粒进行形貌表征。图1.3碳纳米点粉末的扫描电子显微镜图像。Figure1.3SEMimageofCDspowder.原子力显微镜（AFM）：AFM是在纳米尺度操作材料，及其成像和测量最重要的工具。信息是通过微悬臂感受和悬臂上尖细探针的表面的“感觉”来收集的，


本文编号：3273398