红色荧光碳点的制备及其对过硫酸根的检测

以对苯二胺为碳源,乙醇为溶剂,采用溶剂热法合成红色荧光碳点(R-CDs)。 通过透射电子显微镜、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)对其进行表征。 合成的R-CDs粒径约为(3.63±0.20) nm。 R-CDs的最大激发和发射波长分别为480和620 nm,具有激发波长独立性,光稳定性好。 基于静态猝灭,R-CDs的荧光可以被过硫酸根(S₂O₈^2-)有效猝灭。 在2.5~120 μmol/L范围内,S₂O₈^2-的浓度与R-CDs的荧光猝灭程度呈线性关系,相关系数(R²)为0.9970,检出限为1.2 μmol/L,具有良好的选择性和高灵敏度。 同时,该荧光传感体系可应用于自来水和湖水样品中S₂O₈^2-的检测。     

葡萄糖酸碳量子点的合成及其光学性能的研究

以葡萄糖酸为碳源,采用微波法、热解法和水热溶液法合成了水溶性较好的蓝色荧光碳量子点。用透射电镜(TEM)观察其形貌,荧光光谱(FL)和紫外可见光谱(UV)探究其激发和发射光谱,用时间分辨光谱(TRF)测其荧光寿命值。微波和热解法制备的碳量子点粒径在2.5~7.5 nm之间,激发波长为360 nm,发射波长为450 nm,荧光发射依赖激发波长,有三个荧光寿命,表面状态不均一。水热法制备的碳量子点,粒径在3.0~8.5 nm之间,激发波长为350 nm,发射波长为430 nm,荧光发射不依赖激发波长,只有一个荧光寿命值,表面状态均一。水热法合成的碳量子点荧光量子产率高为6.01%,为进一步研究葡萄糖酸制备碳量子点提供参考。     

青柿子粗提物简易制备荧光碳点及对Fe~(3+)的检测

以青柿子(Diospyros Kaki L. f)提取物作为碳源,通过水热法简易制备荧光碳点,并对其进行表征。结果显示所制备的碳点为类圆球颗粒,平均粒径为15. 39 nm。X射线衍射(XRD)表明该碳点为类石墨烯的无定形碳材料;光电子能谱(XPS)表明其构成元素较复杂,但以碳点为主的元素均有表达,且符合一般碳点材料的元素组成;该碳点表面含有羟基、羧基和氨基等活性基团;在350 nm处有紫外吸收,具有激发波长依赖性特点荧光,最大激发波长为355 nm,最大发射波长为445 nm;在355 nm激发波长下,其光谱发射在p H5. 0～11. 0范围内具有稳定的荧光。该碳点在365 nm紫外光照射下,表现出较强的蓝色荧光,对Fe3+具有较好的特异识别能力,可用于Fe3+的荧光检测。Fe3+浓度在0. 45～50μmol/L范围内与PM-CDs的荧光强度呈线性关系(r2=0. 923 4)。试验在碳点纯化方面存在局限,需进一步探讨生物质材料碳点纯化方式,提高目标分析物的识别位点保有量,获得高效检测目标。     

豆奶粉提取碳点及含碳点荧光纳米纤维的制备

以豆奶粉为碳源, 以有机硅烷为钝化剂, 用水热合成法制备碳点, 采用静电纺丝技术, 以碳点与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混溶液为纺丝液, 制备了含碳点的纳米纤维. 通过紫外吸收光谱、 荧光吸收光谱和荧光发射光谱表征了碳点性质. 结果显示, 所得碳点纳米纤维直径分布均匀, 形貌良好, 碳点分散溶液在340~540 nm的紫外光激发下发出强青绿色荧光, 荧光发射峰出现在550 nm处, 并且随着激发波长增加有微弱的红移.     

川木香水热法一步合成荧光碳量子点及光学性能研究

以中药材川木香原药为碳源，采用水热法一步合成了荧光碳量子点。通过水热法实验条件优化，获得制备荧光碳量子点的最佳实验参数，通过透射电镜(TEM)对荧光碳量子点进行形貌表征，通过X射线光电子能谱分仪(XPS)对荧光碳量子点进行元素组成分析，通过荧光光谱和紫外-可见吸收光谱对荧光碳量子点进行了光学性能研究。结果表明：川木香用量1.00 g,水热反应温度180℃,水热反应时间2.0 h时，制备得到的荧光碳量子点光学性能最佳。荧光碳量子点平均粒径为5 nm,主要含有C元素和O元素，最大激发波长为360 nm,对应的发射波长为420 nm,特征吸收峰为280 nm,量子产率为12.9%。     

新型水溶性多色荧光碳点的制备及细胞成像研究

以鸡蛋清和牛奶分别与葡萄糖进行水热反应,制备水溶性多色荧光碳点,通过膜和柱层析分离纯化,利用透射电子显微镜(TEM)、紫外吸收光谱(UV)、荧光光谱(FL)、红外光谱(FTIR)等技术对所制备碳纳米粒子的粒径大小、吸收光谱、发光性质、表面基团进行表征。将所制备的碳点与小鼠黑色素瘤细胞共孵育,进行细胞成像应用评价。结果表明:制备的两种水溶性荧光碳点平均粒径分别为2.5 nm和4.9 nm,可在紫外灯下发出明亮的荧光,紫外最大吸收波长为250 nm。基于鸡蛋清或牛奶与葡萄糖反应制备的多色荧光碳量子点具有良好水溶性,其荧光光谱最大发射波长分别在410 nm和400 nm处,同时在660~800 nm激发波长范围内具有上转换性质,且荧光发射光谱随着激发光波长的增加发生红移。红外光谱表明存在—COOH、—NH2和—OH基团。细胞成像结果表明,在405 nm或488 nm激光照射下,所制备的碳点在细胞内的荧光成像清晰可见,而且在碳点浓度小于2.5 mg/mL时,均表现出较低的细胞毒性。     

碳量子点荧光探针的制备及其在苦味酸检测中的应用

以银杏叶为原料,采用水热法制备得到新型荧光碳量子点(CQDs)。该碳量子点的平均粒径为5.5 nm,最大激发波长为335 nm,最大发射波长为418 nm。基于碳量子点荧光光谱与苦味酸(PA)吸收光谱存在部分重叠而发生荧光共振能量转移(FRET),建立了以碳量子点作为荧光探针用于苦味酸检测的新方法。在最佳实验条件下,加入苦味酸前、后的荧光强度比值(I₀/I)与苦味酸浓度(c)在0.2～800μmol/L范围内呈良好的线性关系,相关系数(r)为0.999 5,检出限(LOD)为32 nmol/L。在5、40、80μmol/L加标水平下,实际水样中苦味酸的回收率为98.0%～104%,相对标准偏差(RSD)为1.0%～3.2%。该方法可用于实际样品中苦味酸的灵敏、快速和高效检测。     

柠檬酸修饰荧光碳点的合成及对中草药总黄酮的检测

以甘露糖为原料,采用热解法制备了荧光碳点,加入柠檬酸修饰碳点。用荧光、红外及紫外光谱表征了碳点性质,透射电镜(TEM)观察了碳点的形貌特征。结果表明,荧光激发和发射波长分别为381nm/475nm,荧光量子产率为0.89,碳点平均直径为2.9nm,红外(IR)光谱表明碳点表面有羧基和羟基等活性官能团。由于芦丁对荧光碳点具有选择性猝灭作用,可以用于样品中芦丁的分析检测。在pH=6反应条件下,方法用于中草药总黄酮测定,其线性范围为5.6×10~(-8)~6.0×10~(-5)mol·L~(-1),检出限为4.6×10~(-9)mol·L~(-1),回收率在98%~105%之间。     

脉冲电位法制备碳量子点及性能表征

以乙醇为碳源,邻苯二胺为掺杂剂,采用脉冲电位法制备了发黄色荧光的碳量子点,并对其性能进行了表征。透射电镜表明制备的碳量子点尺寸在5 nm以内,紫外光谱表明碳量子点有两个吸收峰,荧光光谱表明所制备的碳量子点在552 nm处具有独立于激发波长的发射峰,且具有较好的抗盐性和抗酸碱性。此外考察了碳量子点对金属离子的响应性能,结果表明该碳量子点在选择性检测Fe~(3+)方面具有潜在的应用价值。     

溶剂热插层法制备荧光石墨相氮化碳量子点及其在Fe3+检测中的应用

利用溶剂热法, 基于氢氧化钾的插层作用制备了荧光氮化碳量子点(g-C₃N₄ QDs). 所获得的氮化碳量子点具有良好的水溶性和荧光稳定性. 透射电子显微镜(TEM)照片显示, 氮化碳量子点的粒径约为2.3 nm; X射线光电子能谱(XPS)和红外光谱(FTIR)结果表明, 氮化碳量子点表面存在大量的亲水基团; 荧光发射光谱(PL)结果表明, 氮化碳量子点具有激发波长依赖性. 基于三价铁离子(Fe³⁺)对荧光氮化碳量子点荧光的猝灭现象, 构建了一种用于检测Fe³⁺的荧光传感器, 在Fe³⁺浓度为5~100 μmol/L范围内, 检测体系表现出良好的线性关系, 检出限约为0.5 μmol/L, 实现了对Fe³⁺的高效、 灵敏、 选择性检测.     

Facile Microwave‐Assisted Solid‐Phase Synthesis of Highly Fluorescent Nitrogen–Sulfur‐Codoped Carbon Quantum Dots for Cellular Imaging Applications

Carbon quantum dots (CQDs) have recently attracted significant attention for both their fundamental science and technological applications as a new class of fluorescent zero‐dimensional nanomaterials with a size below 10 nm. However, the reported methods of synthesis were generally less suitable for the large‐scale production of the CQDs with high‐fluorescent quantum yield (QY). In the paper, a novel one‐pot microwave‐assisted drying synthesis approach was presented to prepare CQDs with high QY of 61.3 % for the first time. The production yield of CQDs was 35±3 % in weight. The as‐prepared CQDs were characterized by various techniques such as TEM, AFM, XRD, XPS, FTIR spectroscopy, UV/Vis absorption spectroscopy, and fluorescence spectroscopy. The results showed that the high QY of CQDs was largely attributed to the dual doping of nitrogen and sulphur into CQDs. Such CQDs were then used as live‐cell imaging reagents due to their high QY, good water dispersibility, fine biocompatibility, high photostability, and low cytotoxicity.     

共轭尺寸和表面氧化协同触发的红色荧光碳点用于有机溶剂中痕量水的检测

以邻苯二胺和盐酸多巴胺为前体,利用磷酸调节反应体系的pH值(pH=7, 3, 1),制备了荧光逐渐红移的碳点(CDs):CDs-7(绿光)、 CDs-3(橙光)和CDs-1(红光).通过透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱(Raman)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 X射线电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱和荧光衰减曲线分析表明,反应体系pH值的减小促进了前体碳化交联,导致sp2共轭域尺寸和石墨化程度增加,从而使CDs的荧光红移.另外,酸性环境有利于使CDs表面氧化形成羧基,促进CDs荧光红移的同时改善了量子效率(QY).利用CDs-1量子产率高(14.8%)和发光的溶剂依赖特性,将其作为荧光探针分别检测了乙醇(EtOH)、 N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和1,4-二氧六环(DIO)中的痕量水,检出限分别为0.86%, 0.123%和0.023%,表明CDs-1在痕量水的检测方面具有应用潜力.     

Cr,In共掺杂MgGa2O4小尺寸近红外长余辉纳米颗粒的制备及发光性能

采用乙二醇辅助共沉淀法制备了小尺寸Cr,In共掺杂MgGa₂O₄(MGO∶Cr, In)近红外长余辉发光纳米粒子(Persistent luminescence nanoparticles, PLNPs), 并考察了Cr, In共掺杂及煅烧温度对MGO晶体结构、 余辉发光性质和尺寸的影响. 结果表明, 最优Cr, In共掺杂浓度分别为0.3%和0.02%, MGO∶Cr, In晶体属于Fd3m空间群, Cr, In共掺杂对纳米颗粒的结构无影响, 平均粒径为(8.61±2.23) nm, 分散性良好, 最佳煅烧温度为700 ℃. 并且, In掺杂可有效延长其余辉发光寿命, 平均发光寿命(τ_av)从49.33 s增大至52.89 s; 荧光量子产率增高至44.9%; 活化能E_a为(0.36±0.04) eV, 具有良好的热稳定性; 陷阱深度为0.696 eV. 此外, 该PLNPs分别在260 nm、410 nm和600 nm处有激发峰, 表明UV光、 蓝绿光以及红光皆可实现对其的激发, 发射波长皆位于705 nm处, 属于Cr³⁺的²E(²G)→⁴A₂(⁴F)跃迁. 该PLNPs在红色LED灯、 光学储器件以及生物医学等领域具有巨大潜在应用价值.     

原位限域生长策略制备有序介孔碳负载的超小MoO3纳米颗粒

采用原位限域生长策略制备了一系列有序介孔碳负载的超小MoO₃纳米颗粒复合物(OMC-US-MoO₃). 其中, 有序介孔碳被用作基质来原位限域MoO₃纳米晶的生长. 依此方法制备的MoO₃纳米晶具有超小的晶粒尺寸(<5 nm), 并在介孔碳骨架内具有良好的分散度. 制得的OMC-US-MoO₃复合物具有可调的比表面积(428~796 m²/g)、 孔容(0.27~0.62 cm³/g)、 MoO₃质量分数(4%~27%)和孔径(4.6~5.7 nm). 当MoO₃纳米晶的质量分数为7%时, 所得样品OMC-US-MoO₃-7具有最大的孔径、 最小的孔壁厚度和最规整的介观结构. 该样品作为催化剂时, 表现出优异的环辛烯选择性氧化性能.     

Nd3+ Sensitized Fluorescent Nanoprobes for Vascular Imaging in the Second Near Infrared Window北大核心CSCD

In recent years,in comparison to the light in the visible range（400~700 nm）and first near-infrared window（NIR-Ⅰ,700~1000 nm）,the light in the second near-infrared window（NIR-Ⅱ,1000~ 1700 nm）possess the merits of the lowest optical scattering and absorption in the bio-tissue. So NIR-Ⅱ fluorescence imaging with deeper tissue penetration depths,high spatiotemporal resolution and signal to noise ratio（SNR）plays an important role in the fields of angiography,lymphangiography and so on. Herein, Nd3+ sensitized fluorescent nanoprobe （U/DNPs,NaGdF4 ∶Yb（18% mole fraction）,Ho（2%）,Ce（30%） @NaGdF4 ,Nd（60%）@NaGdF4 ,Nd（10%）） with core-shell-shell is synthesized through high-temperature coprecipitation and epitaxial growth method. Under the irradiation of 808 nm,the NIR-Ⅱ fluorescence at 1056 nm and 1332 nm are obtained via down-conversion process for further vascular imaging. Furthermore,it can emit red upconversion fluorescence with high red to green（R/G）ratio（I647 /I540 = 22. 6）,possessing greatly potential application for photodynamic therapy. After successful modification of polyvinyl pyrrolidone（PVP） via ligand-exchange strategy,the U/DNPs-PVP nanomaterials possess excellent solubility in water and good biocompatibility,and can achieve the NIR-Ⅱ fluorescence vessels imaging with spatial resolution of 336. 3 µμm in vivo. © 2022, Science Press (China). All rights reserved.     

纤维素纳米晶模板法制备多级孔炭材料及其电化学性能

以纤维素纳米晶(CNC)为模板,酚醛树脂为碳源,KOH为活化剂,通过高温碳化制备了多级孔炭材料.采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对合成的一系列炭材料进行了表征.结果表明,前驱体中CNC的降解会形成与CNC直径相当的介孔,KOH活化则会导致炭材料产生大量的微孔和大孔,以及部分4 nm左右较小尺度的介孔,所制备炭材料呈现明显的多级孔特性,其比表面积达554.7 m²/g,总孔体积为0.323 cm³/g.以CNC为模板,KOH活化的炭材料作为电极材料时,在1.0 A/g电流密度下其比电容达202.8 F/g,当电流密度升高至40.0 A/g时,其电容保持率仍达69%,表明该炭材料具有优异的倍率性能;由该电极材料组装的超级电容器在10000次充放电循环后,电容保持率达95%以上,具有良好的循环稳定性.     

Quantum yield of the iodide-iodate chemical actinometer: dependence on wavelength and concentrations

The quantum yield (QY) of the iodide-iodate chemical actinometer (0.6 M KI-0.1 M KIO3) was determined for irradiation between 214 and 330 nm. The photoproduct, triiodide, was determined from the increase in absorbance at 352 nm, which together with a concomitant measurement of the UV fluence enabled the QY to be calculated. The QY at 254 nm was determined to be 0.73 +/- 0.02 when calibration was carried out against a National Institute of Standards and Technology traceable radiometer or photometric device. At wavelengths below 254 nm the QY increased slightly, leveling off at -0.80 +/- 0.05, whereas above 254 nm the QY decreases linearly with wavelength, reaching a value of 0.30 at 284 nm. In addition, the QY was measured at different iodide concentrations. There is a slight decrease in QY going from 0.6 to 0.15 M KI, whereas below 0.15 M KI the QY drops off sharply, decreasing to 0.23 by 0.006 M KI. Calibration of the QY was also done using potassium ferrioxalate actinometry to measure the irradiance. These results showed a 20% reduction in QY between 240 and 280 nm as compared with radiometry. This discrepancy suggests that the QY of the ferrioxalate actinometer in this region of the spectrum needs reexamination.     

电化学还原二氧化碳合成碳材料电催化还原氧气合成过氧化氢北大核心CSCD

研究了3种不同阳极(铜丝,镀锌铁丝和镍丝)材料对在熔盐中电化学还原CO_(2)制备的碳材料结构和形貌的影响,并探究了制备的3种碳材料,中空四面体碳(HQC,Cu作为阳极时的还原产物)、碳纳米片(CNS,Fe作为阳极时的还原产物)和海绵状多孔碳(SPC,Ni作为阳极时的还原产物),对2电子氧还原反应(2e;ORR)的电催化性能。研究表明,使用镀锌铁丝作为阳极材料制备的CNS由大量的碳纳米片构成,且该纳米片上具有丰富的孔洞结构以及较大的I_(D)/I_(C)(Raman光谱中D峰与G峰的强度之比,其比值反映材料的缺陷程度)值(0.996)。与HQC和SPC相比,CNS表现出最高的2e;ORR电催化活性和H_(2)O_(2)选择性(接近90%)。CNS的高活性和高选择性归因于其高的I_(D)/I_(C)值和高C—O/C=O比值,说明结构缺陷和C—O/C=O官能团对CNS催化性能至关重要。此外,CNS还具有非常优异的电催化稳定性,在长达14 h的恒电压电化学催化测试后,环电流几乎无衰减。这种以CO_(2)为碳源合成可用于电催化合成过氧化氢(H_(2)O_(2))的碳材料的方法,不仅可以作为缓解温室效应的潜在选项,也为CO_(2)衍生碳的实际应用提供了新的思路。     

Red-emitting,self-oxidizing carbon dots for the preparation of white LEDs with super-high color rendering index

Carbon dots(CDs), as a kind of carbon nanomaterials, have attracted widespread attention due to their unique structure and excellent optical properties, and they are low-cost, environmentally friendly and biocompatible. However, the development of near-infrared(NIR) emission CDs remains a challenge. In this study, we successfully prepared CDs with a maximum emission of714 nm using citric acid as the carbon source, thiourea and ammonium fluoride as the dopant source, and N,N-dimethylformamide as the solvent. The quantum yield(QY) is as high as 22.64%. Interestingly, the prepared CDs self-oxidize in the presence of oxygen, resulting in a blue shift of their emission. Therefore, they can be used to prepare white light-emitting diodes(WLEDs) without adding other fluorescent substances. Notably, the work presented herein constitutes the first report of WLEDs preparation from single CDs.