基于百香果壳的荧光碳量子点的制备及对Fe3+的检测

以百香果壳为原材料,采用水热法合成荧光碳量子点(CQDs),考察了碳量子点(CQDs)对Fe³⁺的检测效果。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱仪、荧光光谱仪等对碳量子点(CQDs)的形貌、结构、基团、光谱特性等进行了表征。结果显示,合成的碳量子点形貌和分散性良好,尺寸约为7 nm。在435 nm的激发波长下,其发射峰位于512 nm处。在反应温度为120℃,反应时间为12 h时,所得到的碳量子点的性能最好。Fe³⁺对CQDs荧光有明显的猝灭现象,而其他金属离子的加入不会改变CQDs的荧光强度及发射峰位置,说明合成的CQDs可以实现对Fe³⁺的特异性检测。     

CQDs/Eu3+比率荧光探针的制备及对四环素的检测

以碳量子点(CQDs)和铕离子(Eu3+)为荧光基团,构建比率荧光探针(CQDs/Eu3+),用于四环素(TC)的可视化检测.在380 nm波长激发下,CQDs/Eu3+在439 nm处存在较强的蓝色荧光峰,在616 nm处存在较弱的红色荧光峰,当TC存在时,基于内滤效应439 nm处CQDs的荧光峰强度降低;基于天线...     

生物质基碳量子点的绿色合成及其LED应用

各类生态友好型生物质都可以作为绿色碳源制备新型零维碳纳米发光材料碳量子点（CQDs）。本文以农林废弃物、园林绿化垃圾、餐厨垃圾为原料，一步水热法制备生物质基CQDs。采用高分辨透射电镜、拉曼光谱、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱、紫外-可见光吸收光谱、荧光光谱等对各类CQDs进行表征分析，探究生物质种类对CQDs荧光性能的影响规律。实验结果表明：各类生物质基CQDs在紫外光激发下均发出蓝色荧光，农林废弃物制备的CQDs荧光量子产率（QY）普遍较低，鸡蛋壳、梧桐叶和柠檬皮基CQDs荧光QY分别达到9.29%、9.03%和4.51%，这三种生物质及制备的CQDs中均含有N或S元素，说明含有N或S元素的天然生物质有助于提高CQDs的荧光QY。将生物质基CQDs制作荧光粉，制成的发光二极管（LED）的光学性能指标与CQDs的荧光性能呈现出一定的映射关系，相关结论为生物质基CQDs的绿色合成及LED的绿色制备提供了有力指导。     

玉米秸秆粉水热炭化制备碳量子点及其光催化性能研究

以玉米秸秆粉为碳源,采用水热法制备了荧光碳量子点(CQDs),采用TEM、FT-IR、紫外分光光度计和荧光分光光度计对CQDs的粒径分布、结构特征及光学性质进行了分析。将CQDs与g-C_3N_4复合,对CQDs/g-C_3N_4复合材料的光催化性能进行了初探。实验结果表明:单一的CQDs和g-C_3N_4均有较好的光催化活性,当CQDs复合适量的g-C_3N_4时,光催化性能进一步增强。当CQDs/g-C_3N_4复合材料中加入60mL CQDs溶液,用量为0.04g,光催化降解亚甲基蓝的效果最佳,120min时亚甲基蓝基本降解完全。     

高荧光量子产率碳量子点的绿色制备及光学特性

碳量子点(CQDs)作为一种新型碳纳米材料,具有良好的水溶性、低毒性、生物相容性、荧光特性,并且易于修饰,使其在荧光标记、离子检测、生物传感、能源转换等领域展现出良好的应用前景。本研究以菠菜叶为碳源,采用简单、绿色、环境友好的一步水热法制备了CQDs。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、紫外线-可见(UV-Vis)吸收光谱、光致发光谱(PL)等分析手段,对制备CQDs的结构和荧光特性进行了深入研究。由结果可知:CQDs为非晶态、球形、完全分散无任何团聚,颗粒尺寸分布在1.4—4.2 nm、平均颗粒尺寸2.7 nm;其表面丰富的有机官能团赋予了CQDs良好的亲水性,促进了CQDs的进一步功能化和应用。另外,所得的CQDs具有上转换和下转换的荧光特性,呈现出了强烈的蓝色荧光,其量子产率高达21.5%。     

低维碳材料改性研究进展

综述了近几年包括富勒烯(C₆₀)、碳量子点(CQDs)、碳纳米管(CNT)、碳纤维(CF)、石墨烯(GN)在内的低维碳材料改性研究进展，依据碳材料的维度形态对材料进行了分类与概括，并介绍了现有低维碳材料常见的改性方法及意义，助力高性能低维碳材料发展。     

石油焦基碳量子点的制备及其荧光性能

首次以炼油行业的副产品石油焦为碳源,采用超声法和化学氧化法制备出粒径均一、分散性良好,具有激发依赖性和上转换性能的水溶性碳量子点(CQDs)。考查了反应温度、反应时间对CQDs荧光性能的影响,借助于荧光光谱分析优选合成CQDs的工艺参数,采用TEM、XRD、Raman、FT-IR对CQDs的微观组成结构、形貌尺寸、表面官能团等进行了表征,借助紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究其荧光性能,并对所制CQDs的荧光发光机理进行了探讨。结果表明,反应温度为120℃,反应时间为12 h是制备CQDs的较优工艺参数,所制CQDs的平均粒径为5 nm左右,有一定的结晶度和表面缺陷,表面有丰富的含氧官能团,发黄绿色荧光,荧光量子产率为1.6%,荧光性能良好。该CQDs在光催化、光电转换、生物成像等方面具有良好的应用前景。     

碳量子点与半导体复合光催化材料合成及降解有机污染物的应用进展

有机污染物的危害日益严重,引起人们的广泛关注。半导体光催化降解有机污染物是公认的绿色技术,但传统的半导体光催化材料对可见光的利用率低,光生电子与空穴易复合,导致降解有机污染物的效率不高,开发高效、稳定的半导体复合光催化材料,是当前光催化领域的研究热点。碳量子点(CQDs)是新型的纳米级荧光碳材料,可作为修饰剂与半导体材料复合,能够显著提高复合材料的光催化降解效率,极大地激发了研究者的兴趣。本文介绍了碳量子点与半导体光催化剂的复合方法,总结了近几年CQDs/半导体复合光催化材料降解有机染料、抗生素、止痛药、酚类化合物等有机污染物的应用成果。     

碳量子点掺杂的蠕虫状胶束

以富勒烯生产过程中的副产物炭灰为原料,利用酸回流法制备了表面含有羧基的碳量子点(CQDs)。将所制备的CQDs代替传统有机酸,发现其与十四烷基二甲基氧化胺(C_(14)DMAO)在水溶液中能形成蠕虫状胶束。考察了CQDs质量浓度、pH等对蠕虫状胶束流变性质的影响。结果表明,CQDs质量浓度的增加和溶液pH值的降低均有利于蠕虫状胶束的形成。利用低温透射电镜可以原位地观察到蠕虫状胶束和CQDs的存在。CQDs外围-COOH解离出的H~+可以使C_(14)DMAO质子化为C_(14)DMAOH~+,而C_(14)DMAOH~+与C_(14)DMAO之间形成的氢键是蠕虫状胶束形成的主要驱动力。以上结果表明,CQDs可以有效地诱导C_(14)DMAO形成蠕虫状胶束。     

水溶性碳量子点的制备及防伪应用

以壳聚糖为原料,采用水热法一步制备水溶性的荧光碳量子点(CQDs),考察反应条件(壳聚糖质量浓度、温度和时间)对CQDs产物表面官能团和产率的影响,采用TEM、FTIR、XRD、UV-Vis和PL等技术对其形貌、结构和性能进行了表征,并探究其在防伪领域的应用.结果表明,当壳聚糖质量浓度为10 g/L,温度为180℃,时间为12 h时,制得的CQDs结构完整且产率较高;CQDs微观表现为球状纳米颗粒,直径约为36.2 nm,表面伴有羟基和氨基官能团;制得的CQDs在293和330 nm处均有吸收峰,表现为蓝色荧光,荧光量子产率约为39.8％.将其配制成墨水后,结合喷墨印刷,在自然光和紫外光下可有效实现加密信息的"显"和"隐",具有较好的防伪效果.     

利用碳量子点制备紫外线屏蔽PVDF复合薄膜

提供了一种制备紫外线屏蔽聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜的简单、有效的方法。首先通过水热法制备有着很好紫外线吸收性能的碳量子点(CQDs),然后将碱溶液处理过的PVDF膜浸于CQDs/聚乙烯醇(PVAL)混合溶液中,在PVDF膜表面形成紫外线屏蔽层。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱分析、X射线衍射、透射电镜和紫外–可见分光光度计对CQDs颗粒的结构、形貌和光学性能进行表征,表征了制备的PVDF–OH@CQDs/PVAL复合薄膜的稳定性及紫外线屏蔽功能。结果表明,制得的直径约18 nm的CQDs纳米粒子可以在溶液中很好地分散;CQDs有很高的吸光度,制备的PVDF–OH@CQDs/PVAL复合膜可以完全屏蔽紫外光。     

合成碳量子点的不同方法比较

近些年来,碳量子点（Carbon Quantum Dots,CQDs）因其优异的光学性能备受科研者的青睐,合成方法也多种多样,其中,水热法和微波法使用颇多。本文以柠檬酸—水合物（CA）和N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷（KH-792）为原料,去离子水为溶剂,分别通过水热法、微波法进行反应制得CQDs,并随后进行了光学性能测试分析,结果表明,水热法合成CQDs的光学性能更优异。     

检测环境水体中银离子含量的新型碳基光学传感器

以木质素磺酸钙为原料,通过常温下分子自组装和超声波辅助法制备木质素基碳量子点(CQDs),探究木质素磺酸钙和NaBH_(4)对CQDs荧光性能的影响并优化CQDs合成条件。研究结果显示:优化后的CQDs合成条件为木质素磺酸钙质量浓度60 g/L,还原剂NaBH_(4)质量浓度50 g/L。利用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光谱(UV-vis)和荧光光谱(FL)对CQDs的结构形貌及光学特性进行分析,结果显示:CQDs粒径小((9.5±0.5)nm)且分布均匀、无团聚现象,光学性能优异且荧光量子产率达12.4%。此外,基于CQDs探究不同银离子浓度对其荧光强度的影响,结果表明:CQDs对Ag^(+)具有较好的荧光识别性和灵敏度,在0~250μmol/L范围内CQDs荧光淬灭强度比值与Ag^(+)浓度呈线性关系(R^(2)=0.998),检测限可达525 nmol/L。同时,CQDs荧光选择性优异且表现出较低的细胞毒性,有望在生物传感和环境检测领域展现出潜在应用价值。     

g-C3N4/CQDs光催化材料的制备及性能

采用高温热解法制备了石墨相氮化碳(g-C_3N_4),将其与碳量子点(CQDs)进行水热复合,得到g-C_3N_4/CQDs复合光催化剂。采用SEM、TEM、FTIR、XRD、UV-Vis/DRS、XPS、N2吸附-脱附等温线手段对制备的复合光催化剂进行了表征,以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物,考察了g-C_3N_4/CQDs的可见光催化活性及稳定性。结果表明:与g-C_3N_4相比,g-C_3N_4/CQDs对可见光吸收强度增加,同时其吸收波长向可见光区发生红移;当CQDs含量为1.5%(以g-C_3N_4质量为基准)时,所得g-C_3N_4/CQDs光催化材料的催化活性最佳,其对Rh B的光催化降解率是54.5%,是g-C_3N_4光催化降解率的1.38倍,化学反应动力学拟合相关系数R2=0.9982。且g-C_3N_4/CQDs循环使用3次后,其催化降解率仍保持在50%以上。光催化机理研究表明,空穴(h+)、超氧阴离子自由基(·O2–)、过氧化氢分子(H2O2)和羟基自由基(·OH)都是光催化过程中的主要活性物种,四者氧化作用大小依次为:h+·O2– H2O2·OH。     

聚丙烯酰胺/碳量子点/氧化石墨烯复合水凝胶制备及其性能分析

目前相比于只用一种物理交联剂,同时用两种物理交联剂提高复合水凝胶力学性能的研究少有报道。为了研究同时以碳量子点（CQDs）和氧化石墨烯（GO）作为多官能度物理交联剂对复合水凝胶力学性能的影响,本文首先分别用低温水热法和改进的Hummer法制备了50mg/mL 的CQDs水分散液和5mg/mL的GO水分散液。通过原位自由基聚合的方法,改变CQDs和GO用量,制备了一系列聚丙烯酰胺（PAM）类纳米复合水凝胶（PAM/CQDs/GO）。利用X射线衍射仪、拉力机和流变仪对所得的水凝胶进行表征和测试。得出当用1mL的CQDs水分散液和4mL的GO水分散液制备的PAM/CQDs/GO复合水凝胶力学综合性能最好,其断裂伸长率为3916.86%,拉伸强度为165.3kPa,杨氏模量为33.36kPa。结果表明：适量的CQDs和GO都能提高PAM/CQDs/GO复合水凝胶的多种力学性能,其中GO更有利于增大纳米复合水凝胶的拉伸强度、杨氏模量和耗散能,而CQDs更有利于增大断裂伸长率。与GO相反,CQDs的加入能提高纳米复合水凝胶的黏性、降低其刚性和再次被拉伸时的杨氏模量。通过对CQDs和GO的用量进行调节,可以制备出力学性能不同的纳米复合水凝胶,以满足不同领域的需要,拓宽水凝胶的应用范围。     

碳量子点修饰电极对生物挂膜及硝氮还原特性研究

研究了不同制备条件下的碳量子点(CQDs)修饰碳毡电极对微生物挂膜及硝酸盐氮(NO^-₃-N)催化还原性能的影响。通过扫描电镜(SEM)和电化学测试方法对其进行测试，结果表明，CQDs质量浓度为14.4 g/L、碳化时间为24 h时，风干干燥方法制备的CQDs修饰电极具有较大的比表面积和良好的挂膜能力；循环伏安曲线分析结果表明，NO^-₃离子还原峰位于-0.785～-0.663 V之间，峰值电位和峰值电流较大，NO^-₃-N的还原性能更强，同时交流阻抗谱也体现了该工况下较小的电荷转移内阻，均为10～18Ω之间。因此，使用CQDs修饰可以提升MFC生物阴极的挂膜能力及NO^-₃-N的催化还原性能。     

石墨烯负载碳量子点复合材料的氧还原性能研究

通过高温热处理方法制备碳量子点(CQDs)/石墨烯(G)复合材料。采用TEM、HRTEM、Raman、EDX等手段对材料进行形貌和结构表征。运用循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LSV)技术考察材料在碱性介质中的氧还原(ORR)电催化性能。结果表明,相对于单独的石墨烯(G-900)和单独的碳量子点CQDs-900,碳量子点(CQDs)/石墨烯(G)复合材料具有较好的氧还原性能,可能原因是复合材料的表面缺陷增强,活性位点增加。     

碳量子点敏化二氧化钛纳米管阵列光催化降解草甘膦废水

草甘膦作为全球用量最大的农药品种，产生的废水造成了巨大的环境污染。光催化氧化技术具有操作方便、反应温和、降解完全等优势。二氧化钛纳米管阵列(TNTAs)结构独特、比表面积大，成为近年来备受关注的一种光催化剂，但其仅能吸收387 nm以下的紫外光，应用受到限制。本论文首先采用阳极氧化法制备了TNTAs,水热法制备了碳量子点(CQDs),然后恒温水浴制备了CQDs敏化的CQDs/TNTAs复合光催化剂，并利用紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪、扫描电镜、透射电镜及X射线衍射仪等对该样品进行了表征。通过草甘膦的光催化降解反应对复合光催化剂进行活性评价。实验结果表明3次敏化后的CQDs/TNTAs对草甘膦降解活性是TNTAs的1.98倍。CQDs敏化一方面提高了TNTAs对可见光的吸收，另一方面与TNTAs建立了异质结，有助于光生电子-空穴的分离和传输，减少了光生空穴-电子对的复合，从而提高了光催化性能。     

碳量子点修饰的低密度聚乙烯薄膜的制备及光催化性能研究

文章分别采用水热法制备碳量子点(CQDs)、沉淀法制备磷酸银(Ag₃PO₄)和浇铸成型法制备得到低密度聚乙烯/磷酸银/碳量子点(LDPE/Ag₃PO₄/CQDs)复合材料，通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、氮气等温吸附(BET)和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段对复合材料进行表征，并考察其光催化降解四环素的性能。结果表明：Ag₃PO₄/CQDs粒子能够均匀分散在LDPE薄膜上，当Ag₃PO₄/CQDs的质量分数为20%时，光催化降解四环素的效果最佳。在350 W氙弧灯照射下，当溶液初始质量浓度为40 mg/L,pH值为7时，采用140 cm²的LDPE/Ag3PO4/CQDs-2催化剂，溶液中四环素的降解率可达到63.91%。     

水溶性碳量子点的制备及防伪应用

以壳聚糖为原料,采用水热法一步制备水溶性的荧光碳量子点（CQDs）,考察反应条件（壳聚糖质量浓度、温度和时间）对CQDs产物表面官能团和产率的影响,采用TEM、FTIR、XRD、UV-Vis和PL等技术对其形貌、结构和性能进行了表征,并探究其在防伪领域的应用。结果表明,当壳聚糖质量浓度为10 g/L,温度为180 ℃,时间为12 h时,制得的CQDs结构完整且产率较高;微观表现为球状纳米颗粒,直径约为36.2 nm,表面伴有羟基和氨基官能团;制得的CQDs在293和330 nm处均有吸收峰,表现为蓝色荧光,荧光量子产率约为39.8%。将其配制成墨水后,结合喷墨印刷,在自然光和紫外光下可有效实现加密信息的“显”和“隐”,具有较好的防伪效果。