碳量子點表面態(tài)的設計及其對性能的影響.pdf

1、碳量子點以其獨特的光電性能、高的穩(wěn)定性和環(huán)境友好性而備受關注。與傳統(tǒng)半導體量子點不同的是：傳統(tǒng)半導體量子點性能與尺寸有較大的依賴性，而碳量子點的性能不僅受尺寸影響，還受表面成分、基團決定。因此，本文通過化學反應設計了碳量子點的表面成分與基團，研究了這些成分、基團特別是氮、硫、氧等元素對碳量子點性能的影響及其依賴關系。具體研究創(chuàng)新工作如下：
　　第一，以對氨基苯磺酸為原料，通過水熱法一步合成了硫、氮共摻雜的碳量子點。實驗結果表明：制

2、備的碳量子點尺寸分布均勻，氮、硫分別以氨基和磺酸基團的形式存在于碳量子點的表面。與已有的報道不同，碳量子點展現(xiàn)出了非激發(fā)波長依賴的藍光發(fā)射行為，三價鐵離子可有效猝滅其熒光，鐵離子濃度在0-10-3mol·L-1范圍內(nèi)與碳量子點的熒光猝滅程度呈現(xiàn)良好的線性關系，檢出限約為10-7mol·L-1。制備的碳量子點對三價鐵離子具有高選擇性、高靈敏性以及較好的抗干擾能力，能作為三價鐵離子檢測的傳感器。
　　第二，通過水熱法將對氨基苯磺酸與對

3、氨基苯硫酚分別與檸檬酸碳量子點反應，從而將磺酸基與巰基接枝到檸檬酸碳量子點表面。實驗結果表明：通過改變碳量子點表面的表面態(tài)，可以調(diào)控其光致發(fā)光性質(zhì)?；撬峄揎椀臋幟仕崽剂孔狱c可以將檸檬酸碳量子點發(fā)光峰從453nm調(diào)控到491nm，巰基修飾的檸檬酸碳量子點可以將檸檬酸碳量子點發(fā)光峰從453nm調(diào)控到530nm，從而實現(xiàn)了碳量子點的熒光發(fā)射的可調(diào)。
　　第三，通過水熱法制備了表面具有含氧基團的碳量子點。利用化學方法對碳量子點表面的羰基