碳量子点的制备与性能及其应用研究进展

碳量子点(CQDs)是一种零维荧光碳纳米材料,其尺寸一般低于10nm。由于其独特的荧光性质、光学稳定性、发射光谱可调性、低毒性和良好的生物相容性等优势,从而在化学与生物传感、光催化和防伪等领域起到了重要作用。综述了CQDs材料的合成方法、结构性质和在生物成像、化学传感、光催化和防伪领域的研究进展,并且对CQDs材料的发展进行了展望。     

荧光碳量子点的制备及其在生物医用领域的研究进展

近年来,碳量子点(CQDs)因具有尺寸可控、易于修饰、低毒性、优异的水溶性及生物相容性等优点吸引了生物医学领域科学家的广泛关注。重点综述了CQDs的制备方法、表面修饰及在生物医用领域的最新进展,总结和展望了CQDs在未来制备中需要解决的问题和研究方向。     

氨基功能化荧光碳量子点的制备及对铜离子的检测

以柠檬酸作为碳源,聚乙烯亚胺(BPEI)作为修饰剂,经一步水热合成法,制备出一种具有高荧光强度的氨基功能化碳量子点(BPEI-CQDs)。所合成的荧光碳量子点在365 nm紫外光照射下呈现出明亮的蓝色荧光。通过透射电镜(TEM)观察发现,BPEI-CQDs在水中分散均匀,没有明显团聚现象,其平均粒径约为6.5 nm。拉曼光谱表明,修饰后的碳量子点表面缺陷程度增大。Cu~(2+)可与BPEI-CQDs表面的氨基结合形成铜胺络合物,进而导致碳量子点的荧光猝灭。在0~1μmol/L Cu~(2+)浓度范围内,BPEICQDs的荧光强度与Cu~(2+)浓度呈现出良好的线性关系,检测限可达8.7 nmol/L。     

手性碳量子点的研究进展

手性碳量子点不仅具备手性性质,而且也继承了碳量子点的光致发光、低毒、生物相容性好等优异的性能,在传感器、催化和生物医药等领域展现出了巨大的应用前景。对手性碳量子点的发展历程、合成方法和应用研究进行了综述,并对手性碳量子点的发展和应用进行展望,为未来手性碳量子点的相关应用研究提供参考。     

基于碳量子点的分子印迹荧光检测体系研究进展

复杂基质中痕量分析物的高选择性和高灵敏度检测对环境保护和食品安全等问题具有重要意义。近年来,色谱法等传统检测方法可达到高灵敏度检测的需求,但在选择性、样品预处理过程、维护费用等方面不同程度地存在欠缺,因此迫切需要寻求一种兼具高灵敏度和高选择性,且成本低廉、简便快速的检测手段。将碳量子点(carbon quantum dots, CQDs)的荧光检测与分子印迹材料(molecularly imprinted polymers, MIPs)的分子识别耦合起来,构建高效的碳量子点分子印迹(CQDs-MIPs)荧光检测体系,合成路线简单、成本低廉,对目标物质的检测具有高灵敏度、高选择性和强的抗干扰能力,将会在复杂基质中极低浓度物质的检测方面发挥重要作用。MIPs具有与目标分子高度匹配的识别位点,可实现对目标分子的选择性识别和富集;CQDs作为一种新型的碳基纳米荧光材料,具有优异的光学特性、良好的水溶性和生物相容性,且绿色环保、无毒无害,对目标分子的高灵敏荧光响应使它在荧光检测领域具备不可替代的优势。综述了CQDs-MIPs检测体系的构建策略和工作机理,以及近年来在环境、食品和临床领域的应用进展...     

荧光碳点的制备和性质及其应用研究进展

荧光碳点是继碳纳米管、纳米金刚石和石墨烯之后,最受关注的碳纳米材料之一。与传统半导体量子点相比,碳点具有优异的荧光性能、小尺寸特性、良好的生物相容性、低毒性以及表面易于化学修饰等特点,在环境检测、生物成像、药物载体、光催化及电催化技术等领域具有很好的潜在应用价值。总结了碳点合成方法、结构与性能及应用面进展,剖析了目前制约碳点应用发展的瓶颈问题,并展望了其未来的研究发展重点方向。      

荧光碳量子点的制备与进展

近年来,碳量子点作为一种新型的纳米材料,具有低细胞毒性、强荧光性、良好的生物相容性以及制备方法简单等特点,在生物传感、药物传递、细胞成像以及分析检测等领域具有潜在的应用价值,而受到人们的广泛关注。在此综述了碳量子点的制备方法、性质以及应用等,并对其发展前景进行了展望。     

荧光量子点复合微球的制备

荧光量子点与微球复合起来,可在生物标记,检测筛选等领域发挥重要作用.本文对近年来出现的制备荧光量子点复合微球的方法进行了介绍.     

碳量子点在废水处理领域的研究进展

近年来经济的迅速发展产生了大量污染物,对环境造成了极其严重的危害,其中废水已经通过各个渠道影响人类的生命健康,但是至今并未得到有效解决。碳量子点(CQDs)是一种具有独特荧光性质的新型纳米碳材料,又具有成本低、环境友好等特点,其中低毒性和荧光特性可运用于废水处理领域。因此,首先介绍了碳量子点的常用制备方法,并总结了其优缺点;其次,阐述了碳量子点作为催化剂对废水中各种污染物的降解、制备成复合膜对废水中重金属和有机染料的吸附、作为传感器对废水中毒离子的监测的最新应用研究;最后,总结了碳量子点在废水处理这一领域的不足之处,提出了碳量子点未来面临的机遇和挑战。     

荧光碳点的合成、性能及其应用

碳点(Carbon dots,CDs)是指粒径一般小于10 nm的新型荧光碳纳米材料,与传统的量子点相比,具有制备简单、原料来源丰富、低细胞毒性、良好的水溶性和生物相容性、易于功能化改性、价格低廉、容易大规模合成等特性.由于其优越的性能,碳点在电化学分析和生物传感、荧光成像、药物传递、光电催化、发光器件、环境能源等领域...     

碳点的制备与应用研究进展

综述了碳点的制备、发光原理以及应用的研究进展,重点介绍了碳点制备方法,讨论了自上而下法中电弧放电、激光消融和电化学氧化法以及自下而上法中燃烧法、模板法、水热法及热解法等制备碳点的优缺点、荧光量子产率以及研究趋势;指出未来研究中,需进一步优化碳点合成及修饰方法,深入探究碳点发光机理,提高碳点荧光量子产率;而制备能精确、灵敏、快速且易于检测荧光信号的碳点是其在应用中为各种化学检测及分析提供新技术和新方法的关键。     

木质素碳点的优化合成及用于金属离子的检测

以废弃的木质素为前驱体,采用水热法,绿色、便捷地制备了木质素碳点(L-CDs)。利用透射电子显微镜、紫外可见分光光度计、傅里叶红外光谱、荧光光谱对L-CDs形貌和光学性质进行了研究。结果表明,制备的碳点具有较小的尺寸,尺寸主要分布在2～4 nm,平均粒径为3.2 nm,其表面有大量的羟基等含氧基团,表现出良好的分散性,最大激发波长与最大发射波长分别为370 nm和469 nm。L-CDs在365 nm紫外灯的照射下发出强烈的蓝色荧光,以硫酸奎宁为参比,L-CDs的荧光量子产率为12%,与多数已报道的生物质碳点具有可比性。通过对反应条件进行优化,L-CDs对水中Fe3+传感灵敏,检测的线性范围为5～400μmol/L,检测限为1.69μmol/L,其在实际水样的检测中仍有着较高的线性相关性。L-CDs在中性及碱性环境中有较强的荧光强度,有望用于自然水样中其他有机污染物的检测。     

生姜荧光碳量子点的制备及对水样中MnO-4的高灵敏度检测

以生姜为原料,采用水热法制备了荧光碳量子点(CQD)。通过透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FT-IR)、荧光光谱以及紫外吸收光谱(UV-Vis)等手段对制备的CQD进行了表征,探索了CQD对MnO^-₄的检测。结果表明：在180℃,12h的条件下制备的生姜CQD的平均粒径为2.4nm,且具有很好的分散性。CQD的荧光可被MnO^-₄有效猝灭,且猝灭程度与MnO^-₄浓度在0～1000μmol/L范围内呈良好的线性关系,R²=0.991,检测限低至0.059μmol/L。将此CQD用于环境水样中MnO^-₄的检测,回收率为94.72%～113.36%,结果较好。所建立的荧光方法具有简单、分析速度快、选择性好和成本低的优点。     

碳量子点的制备及与牛血清蛋白的相互作用

以木炭为碳源,分别采用回流、微波及超声等不同方法制备碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)。比较不同方法的优劣并优化反应条件、考察不同因素对其荧光量子产率的影响。得到最佳制备方法,制得粒径较小的荧光CQDs,用钝化剂PEG2000修饰后,提高其荧光寿命和量子产率。将修饰后的CQDs应用于与牛血清白蛋白(Bovine serum albumin,BSA)的相互作用,采用紫外吸收光谱法和荧光光谱法探讨其相互作用机理。结果表明,经回流法所制CQDs的荧光量子产率最高,其与BSA之间的荧光猝灭为静态猝灭过程。     

碳量子点-二氧化钛复合光催化剂的研究进展

随着社会的快速发展,环境污染与能源短缺问题日益突出。光催化技术可以利用太阳能降解水体或大气中的污染物,也可用于催化制氢等,是解决环境污染与能源短缺问题最有效的手段之一。二氧化钛(TiO_2)具有光催化活性高、化学性质稳定、价廉、无毒等优点,是当前应用最为广泛的光催化剂。然而,TiO_2的带隙过宽且光生电子与空穴易再结合,因而在光催化领域的应用受到限制。在过去的10多年中,研究者们发展出了一系列方法尝试提高TiO_2的光催化活性,包括量子点敏化、有机染料敏化、TiO_2晶型与形貌的调节、表面贵金属沉积、过渡金属离子掺杂与非金属离子掺杂等。量子点敏化是将TiO_2与量子点复合,从而调节TiO_2的能带宽度,拓宽对光的响应范围。不过,敏化所用的量子点大多含有有毒重金属离子,严重威胁环境与人体健康,这促使许多学者致力于找寻更安全无毒的荧光纳米材料。碳量子点(CDs或CQDs)是一种新型的荧光碳纳米材料,由sp~2/sp~3杂化碳原子组成,表面具有各种官能团。与传统的量子点相比,CDs拥有原料来源广泛、理化性能稳定、无毒、生物相容性好、易于功能化修饰、抗光漂白等优点。此外,CDs还具有光诱导电子转移能力、光敏性以及荧光上转换效应等特性,在光电化学与光催化领域具有良好的应用潜力。将CDs与TiO_2复合制成CDs-TiO_2光催化剂,一方面材料毒性低,克服了传统量子点毒性高的缺点;另一方面能有效抑制光生电子与空穴的再结合,增强对紫外光的吸收并且拓展对可见光甚至近红外光的吸收,从而提高材料的光催化活性。当前研究主要从调控TiO_2与调控CDs两方面入手来提高CDs-TiO_2光催化剂的活性,其中前者主要包括TiO_2晶型和晶面的调节、TiO_2的形貌调控与TiO_2的杂化改性;CDs的调控主要包括CDs的杂化改性、CDs粒径与负载量的调节。本文基于CDsTiO_2复合光催化剂当前的研究进展,分析了可能的光催化机理,重点阐述了针对以上几种调控手段的研究结果,最后介绍了CDsTiO_2的制备方法与当前应用现状,并对未来的发展趋势进行了展望。     

掺氮荧光碳量子点的制备及性能研究

以柠檬酸为碳源、对氨基苯甲酸为氮源,通过一步水热法制备了氮掺杂荧光碳量子点(N-CQDs),采用透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、稳态瞬态荧光磷光光谱仪对其形貌、结构和光谱进行表征,研究了反应温度、反应时间、酸碱度对N-CQDs荧光性能的影响。结果表明：N-CQDs呈球形,具有良好的分散性;N-CQDs的荧光强度较碳量子点增强约17倍,N-CQDs最佳激发波长为404nm,最佳发射波长为480nm,说明氮的掺杂有助于碳量子点荧光强度的增强;反应温度为180℃、反应时间为6h,酸碱度为中性时,N-CQDs荧光强度最强。     

单元素半导体量子点制备及其光致发光性能的研究进展

单元素半导体量子点的制备成功使光电集成成为可能.介绍了单元素半导体量子点的制备方法,包括射频磁控溅射技术、硅离子注入技术、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法等;并且介绍了单元素半导体量子点的发光机理模型,包括量子限制效应模型、与氧有关的缺陷发光、量子限制效应-发光中心复合发光和界面层中的激子效应发光等;另外对单元素半导体量子点的发展前景进行了展望.     

碳量子点的合成和应用

近几年,碳量子点作为纳米碳材料中的一颗新星,引起了人们广泛的关注。碳量子点除了具有优秀的光学性质,还有良好的水溶性、低毒性、环境友好、成本低等优点。自从碳量子点被发现以来,人们发现了多种多样的合成碳量子点的方法,主要有电化学法、化学烧蚀法、激光法和微波法等。由于碳量子点具有许多优点,被广泛应用于很多领域,特别是在光催化、生物成像、化学传感等方面。本文介绍了碳量子点的主要合成方法和主要应用。     

荧光碳点的合成及其应用研究进展

碳点(Carbon Dots,CDs)具有良好的体内外生物相容性、表面功能化、合成环境友好、成本低等优点,引起了国内外学者的广泛关注。本文对近年来碳点领域的研究进展,包括碳点的合成方法、性质和应用进行了总结和归纳。尤其是碳点在生物成像、光催化、电催化、发光二极管(LEDs)等领域的应用,并对碳点未来的研究方向进行了展望。