碳量子点上转换材料的制备及其应用研究进展

碳量子点(CQD)具有化学惰性,生物相容性和低毒性等优势,可能在能源、生物医药等领域得到广泛的应用. CQD可通过表面被聚合物(例如PEG)钝化而表现出很强的光致发光特性.在生物成像,疾病检测和药物输送中使用表面钝化后的功能化生物分子更为有效.并且碳材料由于其优异的电化学性能还展现出在催化、电子器件等许多领域广泛的应用前景.我们将对近年来碳量子点发光材料的研究进行总结,并讨论碳量子点在能源、环境和其他一些领域的应用.     

同分异构的胶体硫化镉半导体幻数团簇的可逆转化

<正>半导体量子点作为准零维材料,由于其量子尺寸效应和优良的光电性质,在新一代照明、显示、新能源(如太阳能电池)和生物医学等应用方面都得到了极大的关注1–4。人们通常认为,由于量子限域效应,量子点的尺寸是调节其光学性质的重要参数—不同尺寸的量子点具有不同的禁带吸收及荧光等光学性质。     

碳点的设计合成、结构调控及应用

碳点是一类环境友好且性能独特的纳米粒子, 在光电转换、 生物医学、 催化及储能等领域的研究日益活跃. 碳点主要分为碳量子点(CQDs)、 石墨烯量子点(GQDs)和碳化聚合物点(CPDs), 其中CPDs作为一种新型碳点, 具有合成原料广泛、 碳化程度及共轭结构可调且材料相容性好等优点. 本文综合评述了近年来碳点尤其是CPDs的合成方法; 阐述了通过选择前驱体分子、 控制反应条件及掺杂原子等手段实现对其碳化和共轭程度、 晶格和能级结构的调控, 从而建立碳点及其杂化与复合材料微纳结构与性能之间的关系; 最后, 介绍了碳点在生物标记与成像、 光(电)催化、 光电转换及储能等领域的应用, 并对碳点领域的发展前景进行了展望.     

憎水性单分散粒径小于10 nm复合金属量子点的制备

0引言粒径小于10nm的量子点,具有特殊的物理化学性质。如低电子转换性能、高氧化还原电位,高矫顽力,高催化性能等,金量子点还具有生物识别、生物传感器等性能[1]。纳米颗粒的合成与应用已经引起人们的广泛兴趣[2￣4],二维、三维量子点阵长程有序排布对将来的纳米电子器件及超功能性材料具有重要意义[5,6]。然而,二维、三维量子点阵长程有序排布需要单分散量子点。这就需要人们利用各种方法制备单分散量子点。直接合成法,如Lianos等[7,8],利用反胶束法合成出粒径为5nm量子点,但是单分散性不佳。目前,获得单分散纳米颗粒主要有3种方法,种子增…     

煤基碳量子点合成研究进展

随着纳米科学技术的出现与发展,各种纳米材料层出不穷,碳量子点以其独特且优异的性质吸引了众多研究者的关注。碳源材料对碳量子点的合成及性质有着重要影响,我国煤炭储量相对丰富,焦炭、煤焦油和煤沥青等煤基衍生物的产量也居于世界前列,煤及煤衍生物富含芳环结构,在微观结构上适宜制备碳量子点。本文主要综述了近年来以煤及煤衍生物为碳源,通过化学试剂氧化、超声和电化学氧化等方法合成碳量子点(统称为煤基碳量子点)的研究进展,阐述了煤及其衍生物作为原料的优势所在,对比分析了不同制备方法的特点,并简要介绍了煤基碳量子点的性质以及其在生物成像、金属离子检测和光催化等领域的应用,最后对煤基碳量子点的可控制备等前景进行了展望。     

多孔材料化学:从无机微孔化合物到金属有机多孔骨架

本文主要从无机微孔化合物和金属有机多孔骨架的合成化学和结构化学这两方面来介绍多孔材料化学的研究进展。多孔材料是一类具有规则孔结构的固态化合物,它们在催化、分离、离子交换等工业领域有着广泛的应用。硅铝酸盐是最为人们所熟知的微孔分子筛,经过半个多世纪的发展,人们又相继开发出磷酸盐、砷酸盐、锗酸盐、亚磷酸盐、硫酸盐、亚硒酸盐以及金属硫化物等类沸石无机微孔化合物。近十多年来,配位聚合物与金属有机多孔骨架开始大量兴起,为微孔化合物的多样化与组成的复杂性增添了新的领域。     

超交联微孔聚合物的制备及其应用的研究进展

超交联微孔聚合物(Hyper-cross-linked ploymers,HCPs)是一类新型多孔材料,由于其合成条件温和、成本低廉、孔尺寸可调控、表面官能团可修饰,以及耐热、耐酸碱等优点,近几年受到极大关注。在气体储存和分离、催化、去除水相中的重金属离子等方面具有明显的应用前景。本文介绍了超交联微孔聚合物的合成方法,包括通过外交联芳香化合物的方法和通过分子内或分子外交联前体的方法制备超交联微孔聚合物。总结了超交联微孔聚合物在储气,催化,废水处理等方面的应用。并对超交联微孔聚合物未来研究进行展望。     

量子点敏化太阳能电池研究进展

量子点敏化太阳能电池(QDSCs)因其制备成本低、工艺简单及量子点(QDs)本身的优异性能(如尺寸效应、多激子效应)等优点,近年来受到广泛关注。在此类电池中,无机半导体量子点敏化剂作为吸光材料,其自身的光电性质、制备方法、表面缺陷、化学稳定性及其在TiO₂光阳极上的敏化方法等是影响电池性能的关键。本文综述了无机半导体量子点敏化剂(包括窄带隙二元量子点、多元合金量子点及Type-Ⅱ核壳量子点)的最新研究进展,重点介绍了胶体量子点的制备方法;分类阐释了量子点在TiO₂光阳极表面的沉积与敏化方法,特别是双官能团辅助自组装吸附法;总结了针对提高电子注入效率和减少复合的量子点表面修饰方法;最后简要介绍了QDSCs的电解质和对电极的研究进展。     

曙红Y在介孔分子筛MCM-41膜及粉体中的封装及发光性质研究

由于分子筛材料在催化、吸附、气相分离、电极、传感器和光电子器件等方面有着潜在的应用前景[1-3] ,结构有序并且具有良好稳定性的分子筛膜材料的制备受到人们广泛关注［4-6],将一些功能有机分子封装于薄膜中制得具有特殊光学性质的材料具有实际应用价值[7-8] ．在以往的研究中,曙红Y被引入到有机聚合物膜［9]和无机氧化物粉体［10]中并测定了该复合材料的光学性质,但将其引进具有规则孔道结构及狭窄孔分布的无机微孔材料中的研究尚未见报道．本文通过共混方法成功地将曙红Y引入到具有较大孔径及规则孔结构的介孔分子筛MCM－41膜及粉体中,利用X射线粉末衍射和紫外漫     

量子点荧光传感器的设计及应用

量子点(quantum dots,QDs)是一种新型的纳米荧光材料,具有优良的光电性质,已广泛应用于荧光传感及可视化检测,可实现对靶标分子高灵敏、高特异性分析。本文主要论述了量子点的表面化学修饰,以及量子点传感的作用原理,如荧光共振能量转移、电荷转移、直接荧光传感、生物发光共振能量转移、化学发光共振能量转移以及电化学发光,利用这些原理设计出不同的荧光传感器,并应用于不同分子或离子的可视化检测。同时对量子点的荧光传感存在的问题及挑战进行了总结,并提出量子点荧光传感将向生物相容性好、细胞或生物体内实时可视化检测、复杂体系中进行多靶标同时检测以及量子点的逻辑运算等方向发展。     

(EnH2)2Ge2S6的合成与结构表征

用溶剂热方法制备了(EnH2)2Ge2S6单晶.单晶X射线衍射分析结果表明,(EnH2)2Ge2S6属单斜晶系,P2(1)/n空间群,晶胞参数a=0.67125(5)nm,b=1.12290(4)nm,c=1.07518(4)nm,β=92.288(2)°,Z=2.利用DSC及TG分析研究了其热稳定性,结果表明,该化合物在200℃以下能够稳定存在.     

基于2，6-二(2-苯并咪唑基)吡啶配体的锌(Ⅱ)、镍(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及荧光性质

通过水热反应,合成了2,6-二(2-苯并咪唑基)吡啶(BBPY)和2,6-吡啶二羧酸(DPA)的锌髤配合物[Zn(BBPY)(DPA)].H2O(1)及镍髤配合物[Ni(BBPY)2]SO4(2)。对它们进行了元素分析、红外光谱、热重等表征,并用X-射线单晶衍射测定了配合物的晶体结构。配合物1属单斜晶系,Cc空间群,晶胞参数a=1.6945(12)nm,b=1.2721(9)nm,c=1.0658(7)nm,β=92.506(12)°。配体2,6-二(2-苯并咪唑基)吡啶中的3个氮原子与2,6-吡啶二羧酸中的1个氮和2个羧基氧原子与锌髤配位,形成六配位的畸变八面体构型;配合物2也属单斜晶系,P21/c空间群,晶胞参数a=1.3735(8)nm,b=1.3838(8)nm,c=2.0270(11)nm,β=106.133(10)°。配体中每个2,6-二(2-苯并咪唑基)吡啶中的3个氮原子与镍髤配位,也形成六配位的畸变八面体构型。室温固态荧光测试显示,配合物1在428.9 nm(λmax)处具有强的荧光发射。     

[Zn2(C7H8O6)2(bipy)2(H2O)2]·4H2O手性配位聚合物的合成与晶体结构

采用溶剂热技术合成了一种新型手性配位聚合物[Zn2(C7H8O6)2(bipy)2(H2O)2]·4H2O(C7H8O6=2,3-氧-异丙叉基-L-酒石酸根, bipy=4,4'-联吡啶), 并通过单晶X射线衍射结构分析、元素分析、热重分析以及红外光谱进行了表征. 结构分析数据表明, 该化合物属单斜晶系, C2空间群, 晶胞参数a=2.02334(14) nm, b=1.13896(4) nm, c=1.01094(6) nm, β=117.366(3)°, V=2.0689(2) nm3. 两个晶体学独立的Zn原子均为八面体构型, 其中Zn1原子赤道配位点被2个酒石酸根中的4个羧酸根氧螯合配位, 2个酒石酸根中剩下的4个羧酸根氧中的2个分别与2个Zn2原子连接形成无限一维链, Zn2原子的另外2个反式赤道配位点被2个水分子氧占据, 同时这两种Zn原子的轴向配位点均被4,4'-联吡啶的氮原子占据, 形成具有矩形格子[0.51165(3) nm×1.13896(5) nm]的二维层状结构, 游离的2个水分子通过氢键作用形成二聚体, 并与酒石酸根中未与Zn配位的羧酸氧连接, 把二维层状结构连接成三维网状的超分子结构.     

Synthesis and Crystal Structure of Dinuclear Zinc（II） Complex with 3—Me—N—oxopyridine—2—thiol

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＳｔｕｄｉｅｓｏｆｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｃｈｅｍｉｓｔｒｙｏｆｚｉｎｃ(ＩＩ)ｈａｖｅａｒｏｕｓｅｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｌａｓｔｄｅｃａｄｅｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｉｒｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇａｐｐｌｉｃａ ｔｉｏｎｓ[1 ,2 ] ａｎｄｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓ[3 ,4] .ＷｅｈａｖｅｂｅｅｎｉｎｔｅｒｅｓｔｅｄｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｍｅｔａｌｃｏｍｐｌｅｘｅｓｏｆＮ ｏｘｏｐｙｒｉｄｉｎｅ 2 ｔｈｉｏｌ(…     

二齿肼基硫代甲酸苄酯席夫碱锌配合物的合成、晶体结构和抗肿瘤活性

以2,4-二氯苯甲醛缩肼基二硫代甲酸对氯苄酯为配体与锌盐反应合成了配合物Zn(L)2,L=2,4-二氯苯甲醛缩肼基二硫代甲酸对氯苄酯阴离子。通过元素分析和红外光谱对配合物进行了表征,并用X-射线单晶衍射测定了配合物的单晶结构。配合物属于单斜晶系,P21/n空间群,a=1.242 6(10)nm,b=1.024 4(11)nm,c=2.840 2(2)nm,β=101.740 0(10)°,Mr=842.81,V=3.539 7(5)nm3,Z=4,μ=1.412 mm-1,Dc=1.582 g.cm-3,F(000)=1 696,R1=0.039 0,wR2=0.086 2(观察衍射点)和R1=0.164 0,wR2=0.099 6(全部衍射点),Final GooF=1.015。在配合物的晶体结构中,中心锌离子与2个二齿席夫碱配体中的2个硫原子和2个氮原子形成四配位四面体构型。抗肿瘤活性实验采用了MTT比色法,初步研究表明配合物对人胃癌细胞增殖具有明显的抑制作用。     

一个双核锌配合物[(ZnCl2)(PyBIm)]2的合成及结构

在水热条件下,合成了1个新的双核锌配合物[(ZnCl₂)(PyBIm)]₂(PyBIm=2-(4-pyridyl)benzimidazole)。该配合物为单斜晶系,P2₁/n空间群,晶胞参数a=0.774 51(4) nm,b=1.252 49(5) nm,c=1.315 96(7) nm,β=100.294(3)°,V=1.256 0(1) nm³,Z=2。结构分析表明,Zn被2个Cl原子和来自PyBIm配体的2个N原子配位,形成了1个变形四面体结构。在该配合物中,Zn…Zn距离为 0.709 4(5) nm,结构中存在π…π堆积和氢键作用。     

新型磷酸钒孔道结构化合物(H3NCH2CH2NH3)3- [ (VO)4(PO4)2 (HPO4)4]的水热 合成及结构表征

以有机分子乙二胺作为模板剂合成了新型磷酸钒孔道化合物(H3NCH2CH2NH3)3^-[(VO)4(PO4)2(HPO4)4,并通过X射线单晶衍射实验进行了结构表征,晶体学数据为：C2/c,a=1.8505(9)nm,b=0.7089(4)nm,c=2.3304(10)nm,β=96.43(3)°,V-3.038(3)nm^3,Z=8,R=0.067,Rw^b=0.1635,该化合物具有非常独特和规整的二维孔道骨架结构,进一步的晶体化学研究表明该化合物为一新的VPO物相。     

Hydrothermal synthesis and structural characterization of a new organically templated germanate,Ge(10)O(21)(OH).N(4)C(6)H(21)

A new open-framework germanium oxide Ge(10)O(21)(OH).N(4)C(6)H(21) has been hydrothermally synthesized at 180 degrees C for 6 days by using the tris(2-aminoethyl)amine (tren) molecule as a structure-directing agent. This compound was characterized by means of single-crystal X-ray diffraction and FTIR. It crystallizes in the noncentric monoclinic system Cm (a = 14.0495(2) A, b = 12.8058(3) A, c = 9.2637(2) A, beta = 128.406(1) degrees, Z = 4). Its three-dimensional framework is built up from GeO(4) and GeO(3)(OH) tetrahedra connected by vertexes to GeO(5) trigonal bipyramids and GeO(6) octahedra. A pseudo-cubic building unit ("4-3" subunit) consists of four GeO(4) tetrahedra, two GeO(5) trigonal bipyramids, and one GeO(6) octahedron (Ge(7)). In the "4-3" block, the GeO(5) trigonal bipyramids share a common edge. This Ge(7) entity is linked to three tetrahedral units GeO(3)X (X = O, OH), and this forms an original decameric building unit Ge(10)O(21)(OH) which is new in the germanates crystal chemistry. It results in a relatively dense open framework composed of pear-shape cavities (7(8)6(2)5(2)4(4)3(2)) encapsulating the triprotonated tren molecule. The inorganic network contains small pores delimited by 7-ring channels running along [001].     

含能配合物[Zn(DAT)_6](ClO_4)_2 (DAT=1,5-二氨基四唑)的合成、晶体结构及性质

采用直接法合成了新型高氮含能配合物[Zn(DAT)6](ClO4)2(DAT=1,5-二氨基四唑),并用元素分析、傅立叶变换红外光谱对其结构进行了表征.利用缓慢蒸发溶剂法培养出其单晶,采用X射线单晶衍射仪测定其晶体结构,结果表明该晶体属于三方晶系,P3空间群,a=b=1.18398(9)nm,c=0.65700(10)nm,γ=120°,V=0.79760(15)nm3,Z=1.在目标配合物的最小不对称单元中有1个Zn2+,6个DAT分子和2个ClO-4.来自6个DAT分子的6个N原子分别与中心Zn2+配位,形成一个六配位、非中心对称的畸变八面体结构.用差示扫描量热分析、热重-微分热重分析结合红外光谱研究了标题化合物的热分解机理以及分解反应动力学参数.测定了标题配合物的感度性能,结果表明标题配合物具有一定的摩擦感度.     

二硝酸根二4′，5′-二氮-9′-(4，5-二(硫乙基)-1，3-二硫杂环戊烯-2-叶立德)-芴合镉的合成、结构及光谱性质

Cd(NO₃)₂·4H₂O与配体4′,5′-二氮-9′-(4，5-二(硫乙基)-1，3-二硫杂环戊烯-2-叶立德)-芴(L)在甲醇和二氯甲烷的混合溶剂中生成配合物Cd(NO₃)₂(L)₂。晶体的空间群是Pbcn(#60)，晶体学参数分别是a=1.578 7(2) nm，b=0.987 96(11) nm，c=2.719 5(3) nm。V=4.241 6(8) nm³，Z=4。2个硝酸根离子各提供1个氧原子，2个配体L各提供2个氮原子，形成了镉的6配位结构。晶体结构显示分子通过平面之间的π-π相互作用沿b轴形成柱状结构，这些柱通过中心原子镉(Ⅱ)的配位连接形成二维层状结构，再通过2个硫乙基上的短距离S…S接触进一步形成了三维结构。对其 ¹H NMR、UV-Vis和荧光光谱进行了研究。