發(fā)布時(shí)間：2017-07-08 04:11

  本文關(guān)鍵詞：納米碳點(diǎn)的合成、熒光性質(zhì)及其LED應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 水熱法 熱解法 碳點(diǎn) WLEDs 發(fā)光機(jī)理

【摘要】：熒光碳點(diǎn)作為一種新型的碳納米發(fā)光材料,以其優(yōu)異的生物相容性、良好的發(fā)光性能、簡(jiǎn)單的合成工藝、低廉的成本等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注,在生物熒光標(biāo)定、醫(yī)學(xué)傳感器以及發(fā)光器件等方面具有廣闊的應(yīng)用潛力。熒光碳點(diǎn)內(nèi)部多為石墨晶體結(jié)構(gòu),其電子傳輸躍遷特性與傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)有差別,一般認(rèn)為其熒光行為與傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)不同,目前對(duì)于熒光碳點(diǎn)的發(fā)光機(jī)理還未有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí),表面能級(jí)發(fā)光理論被認(rèn)為是最具科學(xué)性的理論之一,所以對(duì)其內(nèi)部晶體的結(jié)構(gòu)以及表面基團(tuán)分析對(duì)其發(fā)光機(jī)理研究具有重要意義。同時(shí),熒光碳點(diǎn)作為新一代綠色納米材料的代表,其合成方法與制備原料的“綠色性”還有許多亟需改進(jìn)之處。本文在水熱與熱解合成體系下,探究使用綠色環(huán)保的前驅(qū)體合成單分散性好、量子產(chǎn)率高、色域?qū)挼母咝阅軣晒馓键c(diǎn),同時(shí)研究了其結(jié)構(gòu)和熒光機(jī)理,我們還利用制備的高性能熒光碳點(diǎn)與稀土發(fā)光材料制成具有高顯色指數(shù)的紫外激發(fā)光致發(fā)光白光LED,主要工作如下：1.采用水熱法,利用檸檬酸為唯一碳源,以氨水為反應(yīng)修飾劑,合成具有結(jié)晶性優(yōu)良、單分散性好、寬色域、量子產(chǎn)率高的水溶性氨調(diào)制熒光碳點(diǎn)。通過(guò)高分辨透射電鏡(HRTEM)研究,碳點(diǎn)單分散性良好,平均直徑為3nm。根據(jù)對(duì)二維晶格間距以及夾角的精確測(cè)量確定結(jié)構(gòu)為石墨2H晶體結(jié)構(gòu),通過(guò)傅里葉紅外光譜(FTIR)以及X射線光電子能譜(XPS)探究了其表面官能團(tuán)。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)含N官能團(tuán)的加入對(duì)碳點(diǎn)的熒光增強(qiáng)起到了關(guān)鍵的作用,根據(jù)能帶理論建立了有關(guān)C-N以及表面缺陷吸收發(fā)射的電子躍遷能級(jí)模型,為熒光碳點(diǎn)的發(fā)光機(jī)理提供了一個(gè)合理的解釋。2.利用高溫?zé)峤獾姆椒?以尿素或檸檬酸＆尿素為原料制備具有良好結(jié)晶性和單分散性的熒光碳點(diǎn)。此方法用料廉價(jià),反應(yīng)時(shí)間短,實(shí)驗(yàn)條件簡(jiǎn)單,不需要復(fù)雜的制備設(shè)備。我們對(duì)熱解檸檬酸尿素制備的碳點(diǎn)的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的分析,經(jīng)過(guò)PDF卡片比對(duì)與原子結(jié)構(gòu)模擬發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)PDF#89-848775-162189-7213的graphite 2H結(jié)構(gòu)的晶面間距、晶面夾角等數(shù)據(jù)吻合自洽。同時(shí)對(duì)它們光學(xué)性能進(jìn)行探究,發(fā)現(xiàn)在發(fā)射光譜隨激發(fā)光譜紅移的現(xiàn)象,與單一熱解尿素不同的是在330-370nm紅移不明顯,在380-390nm紅移明顯,我們嘗試了用第一章提出的表面能級(jí)躍遷模型解釋了所制備的熒光碳點(diǎn)熒光發(fā)射光譜的紅移現(xiàn)象。3.采用方法1制備的高性能的熒光碳點(diǎn),使用乙醇作為分散劑與樹(shù)脂膠混合,結(jié)合稀土發(fā)光材料(SrSi2O2N2:Eu和Sr2Si5N8:Eu)作為綠色和紅色發(fā)光組分,制成高性能紫外激發(fā)WLED,在100mA的電流驅(qū)動(dòng)下發(fā)出明亮的暖白光,其CIE色坐標(biāo)為(0.33,0.37)、色溫5447K、Ra值為95,其中R9=97,拓展了熒光碳點(diǎn)的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：水熱法 熱解法 碳點(diǎn) WLEDs 發(fā)光機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ127.11;TN312.8
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-10
• Abstract10-17
• 第一章 緒論17-28
• 1.1 引言17
• 1.2 熒光碳點(diǎn)的合成方法17-20
• 1.2.1 自上而下的合成方法17-19
• 1.2.2 自下而上的合成方法19-20
• 1.3 碳點(diǎn)的熒光機(jī)理20-23
• 1.4 碳點(diǎn)的應(yīng)用23-26
• 1.4.1 生物成像以及藥物運(yùn)輸23-24
• 1.4.2 傳感器24-25
• 1.4.3 LED器件25-26
• 1.5 本論文的立題意義26-28
• 第二章 水熱法氨調(diào)制熒光碳點(diǎn)的合成與熒光機(jī)理研究28-46
• 2.1 引言28-29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分29-32
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器29-30
• 2.2.2 氨調(diào)制熒光碳點(diǎn)的合成30
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)表征手段30-32
• 2.3 結(jié)果與討論32-45
• 2.3.1 熒光碳點(diǎn)的結(jié)構(gòu)與形貌表征32-37
• 2.3.2 熒光碳點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)37-38
• 2.3.4 不同合成條件對(duì)熒光碳點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)影響38-43
• 2.3.5 熒光碳點(diǎn)熒光機(jī)制的研究與表面電子能級(jí)躍遷模型的建立43-45
• 2.4 本章小結(jié)45-46
• 第三章 熱解法熒光碳點(diǎn)的合成與表征46-58
• 3.1 引言46
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分46-48
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品和儀器46-47
• 3.2.2 高溫?zé)峤饽蛩刂苽錈晒馓键c(diǎn)47-48
• 3.2.3 高溫?zé)峤鈾幟仕?尿素制備熒光碳點(diǎn)48
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論48-56
• 3.3.1 熱解尿素制備熒光碳點(diǎn)的形貌結(jié)構(gòu)及光學(xué)特性分析48-53
• 3.3.2 熱解檸檬酸&尿素制備法熒光碳點(diǎn)的形貌結(jié)構(gòu)及光學(xué)特性分析53-56
• 3.4 本章小結(jié)56-58
• 第四章 基于熒光碳點(diǎn)的高顯色指數(shù)WLEDs器件制備光學(xué)特性的研究58-67
• 4.1 引言58-59
• 4.2 高顯色指數(shù)WLEDs的制備59-62
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品、器材與儀器59
• 4.2.2 LED性能測(cè)試手段59-61
• 4.2.3 單色LED與WLED的制備61-62
• 4.3 WLEDs的發(fā)光特性研究62-66
• 4.3.2 單色LED器件發(fā)光特性研究62-64
• 4.3.3 WLEDs發(fā)光特性研究64-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第五章 總結(jié)67-68
• 參考文獻(xiàn)68-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況76

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 WANG Wei;CHENG Lu;LIU WenGuang;;Biological applications of carbon dots[J];Science China(Chemistry);2014年04期

，

本文編號(hào)：532980