碳點作為一種新型的熒光碳納米材料,優(yōu)良的光學特性、低生物毒性、發(fā)射波長的可調(diào)性和簡單的制備方法使其在許多領域都得到了廣泛的應用,包括傳感分析、生物成像、信息加密和光電催化等領域。其中,在傳感分析領域,熒光碳點因其表面富含多種活性基團,能與分析物發(fā)生相互作用,使碳點的熒光性能發(fā)生相應的變化,從而達到分析檢測的目的。碳點的發(fā)現(xiàn)和使用極大的促進了現(xiàn)代分析的發(fā)展,目前已有許多基于碳點的各類分析方法被開發(fā)出來并應用于各個領域。本論文的緒論部分主要對碳點做了基本概述,并對其常見的合成方法及應用領域作了詳細描述。本研究意在在已有碳點的基礎上根據(jù)其熒光特性開發(fā)新的分析方法,以實現(xiàn)高靈敏和特異性檢測分析物的目的。截至目前,主要實現(xiàn)了類似物的鑒別分析和單分析物的特異性分析兩方面內(nèi)容。一方面通過對碳點的學習和篩選合成了發(fā)藍色熒光和綠色熒光的碳點,以此構建了一種熒光傳感陣列,實現(xiàn)了對多種結構和藥效相似的藥物的辨別和測定;另一方面利用碳點和氧化鉬納米片復合材料,構建了基于比率熒光的AND-NAND邏輯對,實現(xiàn)了對抗壞血酸的特異性檢測,其實驗探究的主要內(nèi)容如下:1.基于無標簽碳點的四通道熒光傳感器陣列檢測四種四環(huán)... 

【文章來源】：西南大學重慶市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

CDs的分類[14]

第1章緒論3（檸檬酸、苯胺類、氨基酸、葡萄糖）和天然物：日常用品（蠶絲）、生活廢棄物（煤油灰）及動植物器官（桂葉、菊花、桔汁）等。自上而下法有利于大規(guī)模生產(chǎn)且制備出來的碳點副產(chǎn)物較少，但也存在產(chǎn)率低，量子產(chǎn)率不理想，需要通過表面修飾或鈍化來改善熒光性能等缺點。自下而上法碳源來源廣泛，量子產(chǎn)率高，表面基團多但也存在較多的副產(chǎn)物，尺寸和形態(tài)難以控制等缺點�，F(xiàn)對幾種常見的碳點制備方法做以下簡單介紹：圖1-2合成CDs的主要方法是：從不同碳源“自上而下”切割，從有機分子或聚合物“自下而上”合成[14]Fig1-2ThemainapproachestopreparateCDs:“Top-down”cuttingfromdifferentcarbonsourcesand“bottom-up”synthesisfromorganicmoleculesorpolymers[14]1.3.1電弧放電法電弧放電是一種利用密封反應器中產(chǎn)生的氣體等離子體驅動陽極電極從大塊碳前體中分解出碳原子的方法，在電流作用下，反應器內(nèi)的溫度可高達4000K，以產(chǎn)生高能等離子體[22]。在陰極中，碳蒸氣聚集形成CDs。電弧放電法制備CDs的研究始于2004年。Xu等人[12]在用電弧放電法制備單片碳納米管時，意外獲得了三種相對分子質量和熒光性質不同的納米碳納米管。通過電弧放電法所制備的CDs可以發(fā)出藍綠色、黃色和橙色365nm處的熒光。實驗進一步證明CDs的表面由親水羧基連接。用此方法得到的CDs具有良好的水溶性。然而，由于放電過程形成了不同尺寸的碳顆粒，因此它們通常具有較大的粒徑分布。大顆粒降低了CDs的比表面積，可能會限制CDs在電催化過程中的活性反應位點。該方法合成出來的碳點其量子產(chǎn)率較低，需要進一步鈍化，且純化方法有待提高。

西南大學碩士學位論文41.3.2激光消融法激光消融法制備碳點是利用能量高的激光作用在前驅體材料表面，產(chǎn)生高溫、高壓，快速加熱和蒸發(fā)成等離子體狀態(tài)，然后蒸汽結晶形成納米顆粒，將體積較大的靶向材料處理成小顆粒得到CDs[13,23]。實驗裝置原理示意圖如圖1-3（左）。Li等人[24]報道了一種通過激光照射分散在不同有機溶劑中的碳前驅體來合成CDs的簡便方法。所得的CDs表現(xiàn)出明顯的、可調(diào)的光致發(fā)光特性。此外，Hu等人[25]證明了在激光輻射過程中，通過選擇合適的有機溶劑可以改變CDs的表面狀態(tài)，從而調(diào)節(jié)合成的CDs的熒光性質。激光消融是制備CDs的有效方法，具有粒徑分布窄、水溶性好、熒光特性好等優(yōu)點。但是，激光消融法所用的儀器十分昂貴，同時還需要加入其他有機溶劑來改變CDs的表面態(tài)，這樣才能使制得的碳點具有較好的熒光性能。如圖1-3（右），在Sun等人[13]的研究中已被證實。圖1-3A[24]：實驗裝置示意圖；B[13]：將簡單有機物附著在經(jīng)酸處理的碳顆粒上，使其表面鈍化，在400nm激發(fā)，經(jīng)PEG1500N鈍化處理的CDs（a）通過不同波長的過濾光片拍照；(b)在指定波長激發(fā)，直接拍照Fig1-3A[24]:ematicillustrationofexperimentalsetup；B[13]:uponthesurfacepassivationbyattachingsimpleorganicspeciestotheacid-treatedcarbonparticles,aqueoussolutionofthePEG1500N-attachedcarbondotsexcitedat400nmandphotographed(a)throughband-passfiltersofdifferentwavelengthsasindicated,and(b)excitedattheindicatedwavelengthsandphotographeddirectly1.3.3水熱法水熱合成法，也叫一鍋溶劑熱法，是制備CDs最常用的方法，可通過調(diào)整反應溶劑、反應時間、前驅物的比例、前驅物的種類來控制CDs的表面基團、粒徑AB

【參考文獻】：
期刊論文
[1]利用富勒烯炭灰制備黃光發(fā)射碳量子點(英文)[J]. 張慶紅,孫曉峰,阮紅,尹克樣,李洪光.  Science China Materials. 2017(02)



本文編號：3624141