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。     

木质素磺酸钙-石墨烯复合量子点的制备及性能

木质素磺酸盐是造纸工业主要副产物之一,本文利用木质素磺酸钙和柠檬酸为原料通过绿色简便的原位反应制备木质素磺酸钙/石墨烯复合量子点,利用荧光光谱、紫外可见光谱和透射电镜等研究了复合量子点的光学性能、结构模型和对金属离子的选择性吸附性能,结果表明该复合量子点的荧光强度是石墨烯量子点的4倍多,并且复合量子点可以选择性识别Fe³⁺,在10～500μmol/L范围内,Fe³⁺的浓度与复合量子点溶液的荧光强度有良好的线性关系,可应用于Fe³⁺的检测。此荧光探针制备简便,成本低廉,检测铁离子速度快,准确性高,选择性好,在离子检测方面有潜在的应用价值。     

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...     

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。     

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。     

生物质基碳量子点的制备及其光谱性质研究

以木屑为前驱物制备的活性炭为碳源,采用化学氧化法,用聚乙二醇2000进行表面钝化,制备出了水溶性的生物质基碳量子点。优化了CQDs的合成方法：0.3 g生物质基活性炭, 40 mL HAc-80 mL 30% H₂O₂ 混合氧化剂,反应温度为100 ℃,反应时间为12 h。采用微波和超声结合法进行钝化,修复了CQDs的表面缺陷,荧光强度和量子产率均得到了提高。采用透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱仪、荧光分光光度计和傅里叶红外分光光度计进行表征,所合成的碳量子点发光性能优异、粒径小、分散性好,且无团聚现象。进一步考察了光照、温度和体系pH值对碳量子点性能的影响,结果表明,光稳定性好,抗光漂白性优异,荧光强度具有pH值依赖性,且易于表面功能化。     

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。     

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。     

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。     

硫酸根改性g-C3N4的制备及其催化性能

采用酸水热后处理法制备了具有优异光催化合成双氧水性能的硫酸根改性石墨相氮化碳纳米棒催化剂。采用XRD、N_2吸附脱附、UV-Vis、FTIR、SEM、XPS、TPD、EIS及荧光光谱对催化剂进行表征。结果显示:硫酸根的引入改变了催化剂的结构性质、光学性质和氧气吸附能力。以高压钠灯为光源,乙二胺四乙酸为空穴捕获剂,所制备的硫酸根改性氮化碳催化剂的双氧水平衡浓度为2.7 mmol/L,是纯氮化碳的2.7倍。所制备的硫酸根改性氮化碳催化剂的双氧水平衡浓度为2.7 mmol/L,是纯氮化碳的2.7倍。     

D-π-A 星型分子的合成及非线性光学性质

以苯基为中心, 通过 Suzuki 偶联反应引入两个电子给体(D)单元三苯胺和电子受体(A)单元菲并咪唑, 合成了新的 D-π-A 星型分子(Y), 其结构通过NMR、ESI-MS 及元素分析进行了表征;通过紫外可见吸收光谱、荧光光谱、荧光量子产率、理论计算以及 Z 扫描测试技术对该分子的三阶非线性光学性质进行了研究。结果表明, 分子Y的荧光量子产率 (ϕ) 可达 0.77, 双光子吸收截面 (σ₂) 为120GM, 三阶非线性折射率(n₂)为9.0×10^-7cm²/GW, 可见该化合物具有较好的非线性光学性质, 为非线性光学材料的分子设计提供了一定的思路。     

Homogeneous Co3O4 film electrode with enhanced oxygen evolution electrocatalysis via surface reduction

Homogeneous NaBH_4-reduced Co_O_4 thin film electrodes with enhanced oxygen evolution electrocatalysis were obtained via a controlled-synthesis route.Firstly CoOx colloids were synthesized via ethylene glycol solvothermal method and cast on conductive glass substrates.The oxygen evolution reaction(OER) electrocatalysis of these asprepared Co_3O_4 thin films were then significantly enhanced via a simple surface reduction by NaBH_4 solution.The OER catalytic performance of the NaBH_4-reduced thin films was strongly dependent on the NaBH_4 concentration.The use of NaBH_4-reduced thin film electrodes for OER in alkaline solution supported higher current density and consequently negative shifts of the onset potential compared to that of the pristine.The optimal B_(12.5,20)-Co_3O_4 thin films exhibited excellent OER catalytic performances:At the current density of 10 mA·cm~(-2),a low overpotential of 365 mV and a small Tafel slope of 59.0 mV·dec~(-1) were observed.In addition,these B_(12.5,20)-Co_3O_4 thin film electrodes possessed good stability that can well recover its OER performance in a 24-h chronoamperometric stability test.     

碳量子点/Fe3+复合材料用于生物传感检测抗坏血酸

利用碱木质素为原料,在浓硫酸与浓硝酸环境中,先进行超声处理,随后转移至反应釜中,180℃水热反应12h,制备碳量子点（CDs）,并采用多种测试手段对其结构及形貌进行了表征。通过CDs溶液与Fe³⁺溶液相互作用,制备得到CDs/Fe³⁺复合材料。利用紫外光谱及荧光光谱研究了CDs及CDs/Fe³⁺复合材料的光学性能,发现CDs具有优异的荧光性能,其荧光量子产率达17.3%（硫酸喹啉为参比物质）,而CDs/Fe³⁺复合材料荧光猝灭明显。将CDs/Fe³⁺复合材料应用于人体内不同生物活性分子检测,发现CDs/Fe³⁺复合材料对抗坏血酸（AA）具有特异性识别,且在0~200μmol/L及200~350μmol/L范围内,AA浓度与CDs/Fe³⁺复合材料的荧光强度呈现良好的线性关系,同时具有优异的选择识别性,可应用于生物体内AA的检测,在生物传感方面具有潜在的应用价值。     

氮和硫双掺杂石墨烯量子点的合成及其性能研究

以来源丰富的大豆蛋白为前体,采用水热法和乙醇沉淀的分离方法合成了氮和硫双掺杂的石墨烯量子点（N,S-GQDs）。通过红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见光光谱（UV-vis）、高分辨率透射电镜（HRTEM）、原子力显微镜（AFM）和荧光光谱表征了N,S-GQDs的结构,及其对铁离子的检测性能。结果表明：大豆蛋白-柠檬酸-尿素水溶液在220℃水热温度下反应10 h,获得荧光量子效率为9.23%的N,S-GQDs,其水分散液具有明亮的蓝色荧光。N, S-GQDs具有0.34 nm的石墨烯晶格并展现出清晰的快速傅里叶变换图像,其厚度为2~5 nm。N, S-GQDs对Fe³⁺的检测限为0.95 μmol/L。本工作乙醇沉淀的简便方法将是一种快速获得N,S-GQDs固体的方法。     

Engineering oxygen vacancy-rich Co3O4 nanowire as high-efficiency and durable bifunctional electrocatalyst for overall alkaline water splitting

A novel kind of vacancy-rich nanowire arrays were prepared by reducing rough Co₃O₄ nanowires with NaBH₄ solution on 3D nickel foam at room temperature for overall water splitting. Co₃O₄/NF treated by NaBH₄ for 10 min was highly active for oxygen evolution reaction (OER) and simultaneously efficient for hydrogen evolution reaction (HER) with the need of the overpotentials of 240 and 132 mV to drive 10 mA·cm^-2 in alkaline media, respectively. Furthermore, the electrocatalysts as both cathode and anode in a two-electrode system presented excellent durability for over 60 h at 10 mA·cm^-2, maintaining the cell voltage of merely 1.63 V. This work provides new methods and ideas for the preparation of transition metal oxide bifunctional electrocatalysts rich in oxygen vacancies.     

多孔陶瓷膜用于碳量子点的分离与纯化

尺寸分布均一的碳量子点由于其良好的光学特性,在光电设备、离子检测、纳米传感器、生物成像和催化剂等领域具有广阔的应用前景。采用陶瓷膜“超滤-纳滤”双膜法,对微波合成的碳量子点进行分离和纯化。研究了pH对碳量子点料液荧光强度和粒径分布的影响。在pH=3时,碳量子点分散较好,荧光强度较高。陶瓷超滤膜可以有效截留碳量子点料液中的大颗粒杂质,渗透侧的碳量子点平均粒径约为2 nm,分散良好,无团聚现象。陶瓷纳滤膜对碳量子点具有良好的截留性能,在浓缩和水洗过程中可以进一步去除料液中的小分子杂质。经双膜法处理后,发射光谱由多峰分布变为单峰分布,且峰宽变窄,碳量子点的发光纯度得到了明显提高。     

自搅拌下CoB/SiO2催化剂催化硼氢化钠水解制氢研究

采用浸渍-化学还原法制备了硼化钴/二氧化硅（CoB/SiO₂）催化剂,并考察了其催化硼氢化钠水解制氢的性能。研究了二氧化硅粒径、硝酸钴与二氧化硅物质的量比、硝酸钴与硼氢化钠物质的量比等条件对催化剂性能的影响,进而考察了催化剂用量、搅拌转速、反应温度等条件对硼氢化钠水解制氢性能的影响。结果表明,在二氧化硅粒径为15 nm、硝酸钴与二氧化硅物质的量比为0.08∶1、硝酸钴与硼氢化钠物质的量比为1∶5条件下,制备的催化剂催化硼氢化钠水解产氢的速率为45.6 mL/（min·g）;因为催化剂粒径很小,伴随硼氢化钠水解产氢产生的动量可以完全消除外扩散速率的影响,搅拌转速对硼氢化钠水解速率的影响很小,硼氢化钠的水解速率随着催化剂用量的增加而增大;随着温度的升高,硼氢化钠的水解速率增大,硼氢化钠水解反应的表观活化能为48.54 kJ/mol,硼氢化钠反应级数为零;催化剂具有良好的重复使用性能和稳定性。     

富氧空位Co3O4纳米线的制备及其电解水性能研究

在室温下利用NaBH₄溶液还原Co₃O₄纳米线获得富含氧空位（V_O）的三维自支撑纳米线阵列用作全水解电催化剂,其中NaBH₄处理10 min的Co₃O₄/NF在碱性介质中对析氧反应（OER）和析氢反应（HER）表现出很高的活性,在10 mA·cm^-2电流密度下分别仅需240和132 mV的过电位。V_O-Co₃O₄/NF同时作为阴极和阳极电催化剂时,在10 mA·cm^-2下电解水槽电压仅为1.63 V,其耐久性可达60 h以上。该工作为富含氧空位结构的过渡金属氧化物双功能电催化剂的制备提供了新的方法和思路。     

Reductant-assisted polydopamine-modified membranes for efficient water purification

Surface engineering with polydopamine coatings has been considered a promising surface functionalisation tool.However,it is difficult to control the self-polymerisation for polydopamine formation,which usually causes severe interparticle aggregation.In this study,polydopamine self-polymerisation was controlled by adjusting its reducing environment using a reductant(NaBH4)to fabricate mixed cellulose ester(MCE)/polydopamine membranes.An oxidising environment using NaIO4 was additionally tested as the control.The results showed that a thin polydopamine coating with small polydopamine particles was formed on the skeleton frameworks of the MCE membrane with NaBH4,and the self-polymerisation rate was suppressed.The polydopamine coating formed in the reducing environment facilitated excellent water transport performance with a water permeance of approximately 400 L·m^?2·h^?1·bar^?1 as well as efficient organic foulant removal with a bovine serum albumin rejection of approximately 90%.In addition,the polydopamine coating with NaBH4 exhibited both excellent chemical stability and anti-microbial activity,demonstrating the contribution of the reducing environment to the performance of the MCE/polydopamine membranes.It shows significant potential for use in water purification.