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摘要:本文以蔗糖为碳源，采用水热合成的方法，在中性环境中一步合成了具有良好发光性能的碳量子点。并通过荧光、紫外进行表征，制备碳量子点溶液在紫外灯照射下发出绿色荧光，其最大激发和发射波长分别位于320nm，435nm。探索了当蔗糖溶液浓度不同时，其对合成碳量子点的光学性能的影响，并通过对比其荧光光谱图发现，蔗糖溶液的浓度对碳量子点的光学性能并无太大的影响，通过研究不同修饰物对碳量子点光学性能的影响，发现碳量子点修饰后其荧光发射波长并未改变，但其发射强度对于有机和无机修饰物来说有明显的不同。18842
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毕业论文关键词:碳量子点；水热合成；光学性能
Hydrothermal Synthesis and Optical Properties of Carbon Quantum Dots
Abstract: In this paper, carbon quantum dots with good fluorescence property were prepared by a one-step hydrothermal synthesis using sucrose as carbon source, and characterized by PL and UV-vis spectra. The results indicate that the maximum excitation and emission wavelengths of carbon quantum dots solution are at 320nm and 435nm, respectively. Carbon quantum dots solution emit green fluorescence under ultraviolet light. The effect of different concentration of sucrose solution on the fluorescence properties of the carbon quantum dots was studied by comparing the PL spectra, and it is found that the concentration of sucrose solution is not significant impacting on the carbon quantum dots fluorescence properties. The fluorescence properties of carbon quantum dots which modified by different materials showed that the emission wavelength of modified carbon quantum dots does not change, but carbon quantum dots modified by the organic and inorganic material has a significantly effect on the emission intensity.
Key words: Carbon quantum dots; Hydrothermal synthesis; Fluorescence property
目 录
摘 要 1
引 言 1
1.实验部分 4
1.1 仪器与试剂 4
1.2 采用不同浓度的反应物合成碳量子点 3
1.3 碳量子点的修饰 5
1.4 样品的表征 5
2.结果与讨论 5
2.1 荧光特性分析 5
2.2蔗糖浓度对碳量子点合成的影响 6
2.3氨基修饰物对碳量子点的影响 9
3.结论 9
参考文献 9
致 谢 12
碳量子点的水热合成及其光学性能研究引 言
量子点是一种新型的纳米发光材料。纳米材料分为零文、一文、二文和三文材料，包括纳米粒子、原子团、纳米线、纳米棒、石墨烯、纳米管等，以及由这些结构单元构建起来的功能性纳米体系[1]。量子点(Quantum Dots，QDs)是一种零文发光的纳米材料，具有很好的光电子性质，在光电子纳米器件、太阳能光伏电池等领域引起了广泛关注，并且作为荧光探针广泛应用于生物传感与生物医学成像等领域，极大地推动了生物化学、生物医学工程等研究领域的发展[2,3]。
碳元素是地球上所有已知生命的基础元素。由于其具有多种电子轨道特性(sp、sp2、sp3)，因此可以形成许多结构和性质奇特的物质。碳量子点是2004年发现的一种新型碳材料，由美国克莱蒙森大学的科学家首次研制出来，相对于传统的半导体量子点和有机染料，这位碳家族中的新成员不仅保持了碳材料毒性小的优点，而且还具有发光范围可调、双光子吸收截面大、光稳定性好、易于功能化、价格低廉、易于大规模合成等无可比拟的优势。同时,碳量子点的化学惰性、耐光漂白性和良好的生物相容性[4]，使其在生化分析[5]、细胞成像[6]、光电动力学等诸多领域得到了潜在的应用。