微波反應(yīng)法制備熒光碳量子點(diǎn)及其應(yīng)用研究.pdf

1、碳量子點(diǎn)(Carbon quatum dots)具有熒光強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、生物細(xì)胞低毒性、有比較寬的激發(fā)波長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)成為化學(xué)分析、生物分析和光電等研究和應(yīng)用中的新秀。本論文采用微波反應(yīng)法以L-胱氨酸為碳源制備了熒光碳量子點(diǎn)，研究了透析、pH值等對(duì)碳量子點(diǎn)的影響，研究了有機(jī)溶劑萃取進(jìn)行相轉(zhuǎn)移的方法，研究了金溶膠、金屬陽離子和陰離子對(duì)熒光碳量子點(diǎn)的熒光發(fā)光的影響。主要研究?jī)?nèi)容結(jié)論包括:
　　1.微波法制備的熒光碳量子點(diǎn)水溶液分

2、散性較好、粒徑大小分布較均勻、無團(tuán)聚的現(xiàn)象，其外貌近似于球形。碳量子點(diǎn)的熒光發(fā)光性質(zhì)與與微波反應(yīng)時(shí)間緊密相關(guān)，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品的顏色加深，熒光發(fā)射峰強(qiáng)度顯著降低。透析后的碳量子點(diǎn)水中表面吸附胱氨酸分子，熒光發(fā)射峰的中心位置藍(lán)移到450 nm左右，并且熒光強(qiáng)度降低。碳量子點(diǎn)在很廣的pH范圍內(nèi)都具有熒光發(fā)光性質(zhì)，且熒光發(fā)光隨pH值的降低而減弱。
　　2.處于NaOH溶液中的碳量子點(diǎn)很容易被有機(jī)溶劑萃取而轉(zhuǎn)移到有機(jī)相中，這種采用

3、有機(jī)溶劑萃取的碳量子點(diǎn)純度很高，碳元素含量達(dá)到88％，其表面存在羧基和很少量含硫基團(tuán)。碳量子點(diǎn)從水相轉(zhuǎn)移到有機(jī)相后，一方面熒光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，熒光發(fā)射峰從500nm藍(lán)移到425 nm左右;另一方面，有機(jī)相中碳量子點(diǎn)的穩(wěn)定性顯著提高，這對(duì)碳量子點(diǎn)的應(yīng)用具有重要意義。
　　3.金溶膠對(duì)碳量子點(diǎn)的熒光具有淬滅作用，這主要與金溶膠的表面等離子體共振吸收與碳量子點(diǎn)的熒光發(fā)射區(qū)間的重疊有關(guān)。在高碳量子點(diǎn)濃度下金溶膠的淬滅能力強(qiáng)，在低碳量子點(diǎn)濃度

4、下金溶膠的淬滅能力下降，同時(shí)隨著金溶膠加入量的增加，金溶膠的淬滅能力也下降。
　　4.Fe3+、Fe2+、Hg2+、Cu2+對(duì)碳量子點(diǎn)均具有較強(qiáng)的熒光淬滅作用。研究認(rèn)為金屬離子與碳量子點(diǎn)之間淬滅作用主要是金屬離子通過碳量子點(diǎn)表面的羥基與碳量子點(diǎn)形成組裝結(jié)構(gòu)，從而使電荷轉(zhuǎn)移更加容易，抑制了激子的復(fù)合，從而產(chǎn)生淬滅效果。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，部分陽離子對(duì)碳量子點(diǎn)的熒光有一定的增強(qiáng)效果，實(shí)驗(yàn)中研究的陰離子對(duì)碳量子點(diǎn)的熒光淬滅沒有明顯影響。