长波长发光氮参杂碳量子点的绿色化制备工艺研究文献综述

 2023-10-10 15:32:44

文献综述

一、研究现状:

碳量子点是一种新型的碳纳米材料,其粒径在10nm以下[1]。作为纳米材料的一员,它具备纳米材料所共有的表面和界面效应,因而碳量子点表面非常活跃,易于功能化修饰;其次,纳米材料具有小尺寸和量子尺寸效应,这使得碳量子点具有优异的荧光性能、稳定性强和光谱可控的特点;另外碳量子点是一种独特的荧光材料,具有高光学吸收率、耐光漂白性、良好的水溶性、光致发光、化学稳定性、生物相容性和低毒性等特点[2],这些特性使其应用范围已扩展到各个领域,如生物成像、生物传感、药物输送和催化等方面。

但是如何应用碳量子点存在许多关键调整,比如目前制备的碳量子点的荧光量子产率普遍偏低,且波长普遍较短[2],这可能是因为碳量子点由碳、氢、氧三种元素组成,所具有的不完善的SP2域导致了碳量子点表面状态缺陷以及低能量光致发光[3]

二、发展趋势:

为了克服这些缺点,前者已经对改善碳量子点的特性做出了许多努力,特别是通过掺杂N,S,B和P等元素成功地改善了碳量子点的荧光性能。

我们亦可以通过化学改性改善碳量子点的荧光性能,但是虽然化学改性能够有效地改善碳量子点的结构和性能,使其在生物医药、传感器、光学及电学器件等方面有更为广泛长久的应用价值。但化学改性所需材料的制备及结构较复杂,而且相对金属量子点而言,对碳量子点进行氮掺杂无毒害作用,对环境危害很小,制备成本低廉以及制作方法简便,所以对碳量子点进行氮掺杂是提高碳量子点荧光量子产率和波长的一种有效而简便的方法[4]

三、课题研究意义和价值:

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