白光發(fā)光二極管（Light-emitting diode,LED）由于其壽命長,體積小、發(fā)光效率高和卓越的節(jié)能性而成為下一代照明設(shè)備的首選。和用于白光LED傳統(tǒng)的熒光材料（如稀土類熒光粉、半導(dǎo)體量子點）相比,碳量子點（Carbon quantum dots,CQDs）具有良好的水溶性、優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)、獨特的抗光漂白性、環(huán)境友好和價格低廉等優(yōu)勢,有望成為用于白光LED的低成本和低毒的熒光材料。但是,CQDs在白光LED領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用方面仍然存在兩個基本問題:第一,CQDs的熒光量子產(chǎn)率（Quantum yield,QY）較低,不能滿足白光LED的亮度和效率要求;第二,CQDs的產(chǎn)率（Product yield,PY）較低,限制了其大規(guī)模生產(chǎn)。因此,本論文采用雜原子摻雜和具有空間立體效應(yīng)或者碳原子含量豐富的物質(zhì)作為反應(yīng)原料兩個手段,來制備同時具有高QY和高PY的CQDs。具體的研究內(nèi)容及結(jié)果如下:（1）針對CQDs的低QY和低PY問題,選用含氧官能團(tuán)豐富的檸檬酸為碳源,具有空間立體效應(yīng)的硅烷偶聯(lián)劑KH-792為氮摻雜劑,一步水熱法制得具有高QY（97.32%）和高PY（52.56%）的藍(lán)... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

CQDs的(a)TEM圖像,(b)HRTEM圖像和(c)XRD圖

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文電弧放電法是最早發(fā)現(xiàn) CQDs 的方法。2004 年，Xu 等人[1]將在分離純化單壁碳納米管（SWCNTs）懸浮液時首次發(fā)現(xiàn)發(fā)光的碳納米材料。將所得的熒光碳納米材料通過進(jìn)一步電泳（圖 1-3）發(fā)現(xiàn)：在 366nm 紫外燈下小 CQDs 發(fā)射藍(lán)綠光，大 CQDs 發(fā)射黃光，最大的 CQDs 為橘紅光。其中發(fā)射黃光 CQDs 的粒徑在1nm 左右，但 QY 僅為 1.6%。此后，許多研究者采用電弧放電法合成 CQDs[1,6]，但是電弧放電法制的 CQDs 的 QY 和產(chǎn)率均較低，而且操作過程復(fù)雜導(dǎo)致成本較高。

此時得到的CQDs 具有明亮的熒光，在 400nm 的激發(fā)波長下，其 QY 可達(dá) 4%–10%左右（圖1-4）。2009 年，Hu 等人[8]同樣使用激光消融法一步合成了 CQDs（圖 1-5）。此CQDs 的 QY 約為 12.2%。盡管和 Sun 等人[7]相比，Hu 等人制備的 CQDs 的 QY有所提高。但是激光刻蝕法的缺點很明顯：合成時使用的儀器大都為進(jìn)口精密設(shè)備，成本比較高，QY 普遍偏低。3）電化學(xué)氧化法Zhao 等人[9]采用電化學(xué)氧化法分別獲得了藍(lán)光 CQDs 和黃光 CQDs，其中，藍(lán)光 CQDs 的 QY 僅為 1.2%。Zhou 等人[10]在選擇好工作電極、輔助電極、對電極和電解液后，設(shè)定工作電壓和掃描速度等基本參數(shù)，施加循環(huán)電勢，循環(huán)多次


本文編號：3341641