AFM电化学阳极氧化制备二氧化钛纳米线

当材料的微观尺度进入纳米量级后，由于量子效应，材料常常会显现出特殊的性能。因此近年来制备量子点、量子线，以及具有量子效应的量子器件受到深入的研究。一些新的纳米尺度加工技术如原子力显微镜(AFM)微细加工技术受到研究者的重视。     

多路发光CdxZn1-xSe量子点的制备及防伪功能设计

采用化学输运法制备了一系列CdxZn1-xSe合金量子点。通过对量子点的调控,改变量子点中Cd与Zn的组分,可有效地调控合金量子点的吸收带边,同时可以在524―627nm之间实现对CdxZn1-xSe合金量子点发射峰位的连续调控。并且利用量子点的可调色性,讨论了基于基于CdxZn1-xSe量子点多路发光的安全识别设计原理,认为这种新型的隐形防伪技术将有望应用于超市标签,安全系统和护照等领域。     

不同环境因子作用下水溶性CdTe量子点的生长动力学研究

以硫普罗宁为稳定剂,水热法制备了水溶性CdTe量子点,系统研究了回流时间、反应物配比、pH值、反应温度和电解质种类等环境因子对量子点生长动力学及光物理性质的影响。结果表明,溶液的pH值及反应物配比对CdTe量子点的光物理性质均有重要影响。优化条件后,回流5 h可得到发射峰位于550 nm的CdTe量子点,其荧光量子效率高达52%;在氯化钠作用下,量子点生长加快,即高浓度氯化钠会减弱溶液中粒子间静电排斥,促进离子扩散,有利于量子点的生长;添加苯磺酸钠会抑制量子点的生长,有利于制备高荧光量子效率的小尺寸CdTe量子点。     

碳基量子点荧光传感器在环境检测中的应用研究

由于碳基量子点优越的光学性能、良好的水溶性及良好的生物相容性，其在荧光传感器方面的应用引起了越来越多人的关注，特别是其对金属离子卓越的检测性能使其广泛应用于环境检测。为了更好的了解到碳基量子点的应用，从碳量子点、石墨烯量子点、氧化石墨烯量子点的合成和近十年来关于其在环境检测中的应用做了总结，并对碳基量子点荧光传感器的应用做了展望。     

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%。     

模板法控制合成AgInSe2:Zn2+近红外荧光量子点及其生物标记应用※

AgInSe₂ (AISe)量子点具有带隙小、斯托克斯位移大、荧光寿命长且不含重金属有毒元素等特性, 使其在生物医学领域具有重要研究价值. 同时, AISe量子点的光学性质对尺寸和组成具有强烈的依赖关系, 然而传统的直接合成法很难实现对AISe量子点形貌和组分的精准调控, 从而极大限制了其发光效率. 对此, 作者提出了温和条件(75 ℃)下以In₂Se₃:Zn²⁺量子点为模板, 离子交换法控制合成AISe近红外荧光量子点的策略, 所合成的AISe量子点很好地维持了In₂Se₃:Zn²⁺模板的形貌, 进一步通过系统调节Ag/In投料物质的量比控制离子交换程度, AISe量子点的实际Ag/In组分比实现了从0.26~1.09宽范围调节; 最高绝对量子产率可达42.5%, 这一数值远高于通过直接合成法所得到的AISe量子点. 通过稳态、瞬态和低温光谱等手段对不同组分AISe量子点的发光行为进行了系统的光谱学研究, 揭示了其发光机理. 另外, 利用AISe量子点高效的近红外发光和良好的生物安全性, 实现了基于AISe近红外量子点探针的肿瘤细胞靶向成像, 展示出AISe量子点在生物成像和疾病的早期诊疗等领域具有很好的应用潜力.     

InxGa1-xAs盖层InAs量子点的发光性能研究

用分子束外延系统在GaAs(001)衬底上生长InAs量子点,在InAs量子点上插入3 nm的In_0.4Ga_0.6As层,可将量子点发射波长调谐到1 300 nm附近.对样品进行氢等离子处理,研究处理前后样品的InAs量子点光致发光(PL)强度的变化.结果表明,在InAs量子点与相邻层的界面上以及GaAs层中存在界面缺陷,采用氢等离子处理可有效地抑制界面缺陷,大幅度地提高发光效率.     

厨余物的“高光”时刻——从厨余垃圾到碳量子点的居家制备及应用探究

以生活中常见的苦瓜头、香蕉皮等厨余物为原料，通过对文献的系统优化，将新型荧光材料——碳量子点的制备，创新性地开发为居家实验，中小学生甚至幼儿园小朋友在家长指导下，在家中用简单厨具即可轻松做出碳量子点，绿色安全，观感愉悦，趣味性强。同时，对居家碳量子点进行多色荧光调控、大型仪器表征和重金属离子检测等应用的探究，适合面向高中生、本科生开展源于生活的科普活动和综合实验。此外，就公众关心的量子、量子点等概念进行科学解读，辟谣“量子+生活”现象。本实验旨在以多种有趣形式开展梯度科普，生动诠释前沿概念，激发公众对厨余物资源化利用的热情，阐释化学来源于生活，又造福于生活的理念。     

氧电催化材料的多自由度思考

氧电催化反应的活性与析氧反应和氧还原反应的热动力学驱动机制密切相关。从多自由度角度考虑，包括系统自由度和量子自由度两方面。系统自由度包括形貌工程、晶格工程和配位工程等，量子自由度包括电子自旋、轨道耦合和分子键自由度等，本质均是调节活性中心和中间体分子的轨道耦合强度。因此，突破中间体自身吸附自由能的线性关系，寻找新的氧耦联路径是提高氧电催化反应活性的一个关键方向。同时，控制活性中心和惰性中间体的分子轨道，实现质子化和脱质子化的过程也是提高反应活性的有效途径。这些新思路将有助于设计高效的催化剂，为能源领域的可持续发展做出贡献。     

液态水热容的量子校正

在不同温度下对液态水进行分子动力学模拟，研究各温度下液态水中各个原子的速度自相关函数密度谱，以考察液态水热容的量子校正随温度的变化规律．研究结果表明，水分子的三个内部振动模式对热容的量子校正不随温度变化，而转动和分子距平衡位置的摆动运动模式的量子校正随温度升高而逐步减小．对于分子动力学模拟结果经温度涨落计算所得的热容进行了量子校正，校正结果与实验值能符合．     

脂质体包覆CdSe/ZnSe核－壳量子点

本文提出了一种利用脂质体包覆量子点的方法。这种脂质体包覆的方法可以使量子点溶于水。被脂质体包覆的CdSe/ZnSe量子点仍具有很强的荧光，其荧光强度与未包覆的CdSe/ZnSe量子点处于同一数量级且具有很好的荧光稳定性。这种脂质体包覆的量子点有很好的生物相容性，利用它为荧光标记物，制备了鼠单克隆抗体CD95的免疫检测传感器。     

溶胶凝胶法制备CdS/SiO2量子点玻璃的研究

通过溶胶凝胶转变过程制备了硫化镉／二氧化硅量子点复合玻璃材料（硫化镉在复合材料中的最大掺杂质量比可达到30％）；并针对两种催化剂对复合体系的不同影响对这一类体系的物理化学性质进行了较为系统的研究．复合体系的溶胶凝胶转变点可通过对复合溶胶粘度随时间变化的观测而确定．TEM法与低频Raman散射法的测定表明实验制备的样品中CdS颗粒基本为nm级的球形粒子。其CdS颗粒粒径随CdS含量增加而增大。随CdS／SiO2量子点玻璃材料中CdS颗粒粒径的减小，其吸收光谱中的吸收边界与常规尺寸颗粒的吸收光谱边界相比有明显的蓝移，体现出显著的量子效应．适宜的热处理过程对复合材料中CdS颗粒粒径的减小和量子效应的增强起着有利的作用．     

水溶性CdSe/CdS量子点的合成及其与牛血清蛋白的共轭作用

用巯基乙酸(TGA)作为稳定剂，合成了水溶性的CdSe和核壳结构的CdSe/CdS半导体量子点。吸收光谱和荧光光谱研究表明，核壳结构的CdSe/CdS半导体量子点比单一的CdSe量子点具有更优异的发光特性。用TEM、电子衍射(ED)和XPS分别表征了CdSe和CdSe/CdS纳米微粒的结构、形貌及分散性。红外光谱和核磁共振谱证实了巯基乙酸分子中的硫原子和氧原子与纳米微粒表面的金属离子发生了配位作用。在pH值为7.4的条件下，将合成的CdSe和CdSe/CdS量子点直接与牛血清白蛋白(BSA)相互作用。实验发现，两种量子点均对BSA的荧光产生较强的静态猝灭作用；而BSA对两种量子点的荧光则具有显著的荧光增敏作用，存在BSA时CdSe/CdS量子点的荧光增强是不存在BSA时体系荧光强度的3倍。     

溶剂热合成的Cu掺杂ZnCdS量子点的发光性质研究

以低毒、廉价的环己烷为溶剂,通过调控杂质离子和基质材料阳离子的相对反应活性,合成了发光颜色可调、近似球形的Cu∶Zn Cd S量子点。系统研究了油胺的用量、Cu掺杂量、Cd/Zn比以及不同的Zn前驱体对量子点发光性质的影响。通过在Cu∶Zn Cd S量子点晶核外层包覆宽带隙Zn S材料,进一步消除了粒子的表面缺陷,有效提高了量子点的发光效率。     

高质量CdTe量子点的水相快速合成

系统考察了水相合成CdTe量子点的主要影响因素, 通过改变无水乙醇-水体系的体积, 提高NaHTe的合成质量, 并调整反应温度, 改变反应的初始pH值, 在水相中快速合成了量子产率高、粒径分布范围窄的CdTe量子点, 实现了对量子点发光性质的调控, 在最佳条件(无水乙醇3 mL, 水1 mL, 反应初始pH 8.0, 反应温度40 ℃)下, 最高量子产率达68%. 量子点胶体溶液在回流过程中有时产生白色沉淀, 放置7 d后, 未过滤白色沉淀的量子点比过滤后的量子点荧光强度提高15%, 白色沉淀还有减小粒径分布的作用.     

荷兰专家制成最小超导量子干涉仪

不久前，荷兰研究人员制造出目前世界上最小的超导量子干涉仪，可以用来提高未来量子干涉仪显微镜的分辨能力。     

量子点标记免疫层析技术检测血液中的降钙素原

为了快速定量检测血液中降钙素原( Procalcitonin,PCT)含量,首先制备CdSe/ZnS量子点,再将量子点标记抗抗钙素单抗,标记单抗后量子点荧光发射峰从620 nm红移至625 nm,峰形保持良好。以制作的量子点标记免疫层析试纸条及其相应荧光测定系统。因减少单抗用量可降低试纸条成本,本研究采用结合垫上喷涂适量量子点,标记单抗并仅有检测线的结构。通过检测信噪比,优化此试纸条的参数。本研究的量子点荧光标记试纸条及其配套测定系统可在20 min内快速检测PCT,定量检测线性范围0.2~100μg/L,灵敏度达到0.1μg/L。22份血液样本检测结果与目前商品设备检测结果的Pearson相关系数为0.9995,K-S检验的Sig为1.0,说明两种检测方法的一致性。快速定量检测PCT具有定量测量细菌性感染、临床指导抗生素合理应用的重要意义。     

水热法合成AgInS2/ZnS核/壳结构量子点及其荧光性能

以硫脲为硫源,采用谷胱甘肽(GSH)和柠檬酸钠(SC)为配体,通过水热法制备了水溶性AgInS2/ZnS(AIS/ZnS)核/壳结构量子点。系统研究了反应温度和配体用量对量子点的合成及其荧光性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和光致发光光谱(PL)分别对量子点的物相、形貌和光学性能进行了表征,并考察了量子点的稳定性。实验结果表明,随着反应温度从70℃升高至90℃,促进了ZnS壳层的形成,有效地钝化了量子点的表面缺陷,获得的AIS/ZnS核/壳量子点的发光强度显著提高,发光峰位从600 nm蓝移至580 nm。配体的添加可以有效地平衡Zn^2+的化学反应活性,减缓ZnS壳层的生长,抑制核壳界面缺陷的形成,还能消除量子点的表面态,当nGSH/nZn^2+=2.0,nSC/nZn^2+=2.5时,AIS/ZnS量子点的荧光性能最佳。此外,AIS/ZnS核/壳结构量子点还具有优异的光学稳定性。     

金属离子对CdS量子点/聚酰胺-胺树形分子纳米复合材料光致发光性能的影响

以聚酰胺-胺树形分子为模板制备了分散好、尺寸均匀的CdS量子点，并用分光光度滴定法研究了Cd²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺几种金属离子对其光致发光性能的影响。发现不同离子对CdS量子点的发光性能影响不同:Cd²⁺和Zn²⁺使量子点荧光增强，Pb²⁺、Cu²⁺和Mn²⁺使其荧光有不同程度淬灭。这归因于金属离子对CdS量子点表面的修饰作用。Cd²⁺能减少由S^2-悬键构成的非辐射复合中心，增强树形分子对量子点表面缺陷的钝化作用，并能在量子点周围形成类肖特基能垒，从而显著增大CdS量子点的光致发光效率。由于ZnS与CdS的晶格参数非常接近，Zn²⁺能起到与Cd²⁺类似的作用，使CdS量子点的发光效率大大增强。Pb²⁺和Cu²⁺能取代Cd²⁺在CdS量子点表面生成窄带隙的壳层，对其发光有很强的淬灭作用。由于块体PbS的带隙比块体CuS窄，故Pb²⁺的淬灭能力强于Cu²⁺。Mn²⁺能破坏Cd²⁺与PAMAM树形分子的配位键，降低树形分子对CdS量子点表面缺陷的钝化作用，且其本身在量子点表面构成了新的荧光淬灭中心，但Mn²⁺也能形成较弱的类肖特基能垒，故对量子点的发光淬灭作用较弱。     

硫量子点的合成及其分析应用研究进展

硫量子点是近年发展起来的一类新型纳米荧光探针,该荧光探针具有优异的发光特性以及良好的生物相容性,受到研究者的广泛关注.本文在总结硫量子点合成方法及光学性质的基础上,系统介绍了其在离子及小分子分析、细胞成像等方面的应用研究进展.