Cu2+掺杂ZnS量子点制备及其特性研究

本实验采用水相合成技术,以N-乙酰-L-半胱氨酸(NAC)为稳定剂,在不同温度下的水溶液中合成了Cu2+掺杂的ZnS:Cu量子点。实验研究了NAC与Zn2+配比、掺杂不同Cu2+离子浓度、老化温度以及老化时间对ZnS:Cu量子点发光性能影响。实验表明,Cu2+离子掺杂在ZnS的禁带中形成杂质能级,使发射边红移。实验结果显示:稳定剂配比为2,掺杂量为2%,搅拌时间为10 min,反应温度为90℃,老化时间为3h时,掺杂量子点荧光发射强度最高。     

La掺杂ZnS量子点的制备及其表征

ZnS量子点的发光强度较弱,用水相合成技术掺杂一定浓度的La3+可以增强其发光性能。本文以实验用N-乙酰-L-半胱氨酸作保护剂,Zn(Ac)2作锌源,Na2S作硫源、La(Ac)3作镧源合成La掺杂的ZnS量子点,并通过透射电镜(TEM)和X-射线粉末衍射(XRD)对其物相进行了表征。紫外-可见(UV-Vis)及荧光(PL)光谱性质亦进行了表征。     

纳米TiO2/CdSe量子点的制备及其结构表征

用水热方法制备了CdSe量子点(CdSe QDs)并通过溶胶-凝胶法制备了量子点掺杂改性的纳米TiO2复合物。运用多种方法对此复合物进行表征,并对其光催化性能进行研究。结果表明:1在其制备焙烧过程中,CdSe QDs已掺杂进入TiO2纳米颗粒中形成纳米复合物;2 CdSe QDs的引入增强了TiO2的吸光性,改善了TiO2在可见光区的吸光效率;3 TiO2的原始晶体结构在焙烧过程中发生变化,形成了两种晶相的混晶,有利于其光催化活性的改善;此外纳米TiO2复合物的表面电子结构以及吸附性能等对其光催化作用也有协同作用,使其催化性能进一步提高。     

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。     

硫脲修饰ZnSe:Cu量子点的水相合成及荧光特性

以3-巯基丙酸为稳定剂在水相中合成了Cu掺杂的ZnSe量子点(QDs), 并利用硫脲(CH₄N₂S)对其进行表面修饰, 制备出核壳结构的ZnSe:Cu/ZnS 量子点. 制得的量子点呈闪锌矿结构, 尺寸约为5 nm, 有较好的分散性, 其荧光发射峰在460 nm左右. 经CH₄N₂S修饰后, 量子点表面形成了宽禁带的ZnS包覆层, 将电子和空穴限域在了ZnSe:Cu 核内, 减少了表面发生非辐射复合的载流子, 显著提高了量子点的荧光强度. 与Na₂S、硫代乙酰胺(TAA)等常用硫源相比, 以CH₄N₂S为硫源制得的ZnSe:Cu/ZnS 量子点壳层厚度可控, 表面钝化效果更好, 显示出更佳的荧光效率和稳定性. ZnSe:Cu/ZnS 量子点经过紫外线照射后消除了表面的悬空键, 进一步提高了其量子产率, 最终获到了具有较好荧光性质的ZnSe:Cu/ZnS量子点.     

Gd3+/Yb3+掺杂ZnO量子点作为双模式磁共振/CT成像探针

基于结合磁共振成像(MRI)的高空间分辨率和CT成像的深穿透能力设计思想,在乙醇溶液中水解醋酸锌、醋酸钆和醋酸镱,制备了油酸稳定的Gd3+/Yb3+掺杂ZnO量子点(ZnO∶Gd/Yb),并对其表面进行了氨基修饰。研究了ZnO∶Gd/Yb量子点的弛豫性能、X射线吸收性能、细胞毒性及体外MRI和CT成像。当Zn2+,Gd3+,Yb3+的摩尔比为1.0∶0.12∶0.20时,ZnO∶Gd/Yb量子点展现了最高的弛豫效率6.06 mmol/(L.s)对X-射线的吸收能力也显著高于临床CT造影剂碘比醇。体外MRI和CT成像实验表明,当Gd3+的浓度为1.5 mmol/L时,T1加权MRI信号明显增强,当Yb3+的浓度为5 g/L时,可呈现清晰的CT图像。细胞毒性实验表明,ZnO∶Gd/Yb量子点的浓度低于1.5 mmol/L(Gd3+)时,量子点的毒性相对较低。     

Mn2+掺杂准二维钙钛矿(PEA)2PbyMn1-yBr4的制备及其电致发光性能

制备了具有高荧光量子产率(photoluminescence quantum yield, PLQY)的 Mn²⁺掺杂准二维钙钛矿(PEA)₂Pb_yMn_1-yBr₄(PEA为苯乙胺, y 为 Pb²⁺占 Mn²⁺和 Pb²⁺总含量的物质的量分数)薄膜。宽带隙的(PEA)₂PbBr₄作为给体, 掺杂杂质 Mn²⁺作为受体, 构筑了双发射的激发态传递系统。通过调控 Mn²⁺掺杂的不同比例对(PEA)₂Pb_yMn_1-yBr₄的发光性能和薄膜形貌的影响, 发现当前驱体溶液中 Mn²⁺与 Pb²⁺的物质的量之比为 1:4 时, 薄膜有着最高的 PLQY 和最低的表面粗糙度。利用飞秒瞬态吸收(transientabsorption, TA)光谱, 追踪其动力学过程, 发现主客体之间的激发态传递是通过电荷转移来实现的。为了研究材料的电致发光特性, 我们将(PEA)₂Pb_yMn_1-yBr₄作为活性层, 加工得到了发光二极管(light emitting diodes, LEDs)。在室温下, 器件发出明亮的橙色, 其最高的发光强度为 0.21 cd·m^-2, 外量子效率(external quantum efficiency, EQE)为 0.002 5 %。     

水合肼还原二氧化碲水相合成CdTe量子点

以巯基乙酸为稳定剂, 氯化镉为镉源, 二氧化碲为碲源, 水合肼为还原剂, 一步合成了CdTe量子点. 研究了反应时间、 碲与镉的摩尔比及巯基乙酸与镉的摩尔比等实验条件对CdTe量子点生长过程的影响. 采用荧光光谱、 X射线粉末衍射和透射电子显微镜等对量子点的性能进行了表征. 结果表明, 反应时间及反应物的相对用量对量子点的生长和荧光光谱有明显影响, 所得CdTe量子点具有立方晶型, 发光颜色从绿色到红色连续可调, 荧光量子产率可达26%.     

Sm3+掺杂CaO-SiO2-B2O3发光玻璃的制备、表征及性质

用高温固相法合制备了以CaO-SiO₂-B₂O₃为基质，Sm³⁺为激活离子的发光玻璃。对Sm³⁺的淬灭浓度、基质中的硼硅比例、其他稀土离子的敏化作用以及基质组成等因素对玻璃发光特性的影响进行了探讨，并用红外和X-衍射分析对样品的结构进行了表征。结果表明：当Sm^3＋掺杂的物质的量分数为1.2%,激发波长λ ＝ 404 nm时,玻璃体60CaO-20SiO₂-20B₂O₃∶1.2Sm^3＋的发光强度为4 838 A.U.( λ ＝ 606 nm );这种发光玻璃具有将紫外及近紫外光转换为橙红色光的特点。少量的Eu^3＋的掺入，对玻璃体的发光起敏化作用；玻璃体中的组分CaO可被ZnO替代。     

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.     

高量子产率水溶性CdTe量子点的制备与表征

以巯基乙酸(HSCH2 COOH,TGA)为稳定剂,在水相中合成高量子产率CdTe量子点(QDs),产率达68%.用紫外.可见分光光度计、荧光分光光度计、红外光谱仪、透射电子显微镜等对制备的样品进行表征.结果表明:CdTe Ods紫外吸收峰及荧光发射峰均随回流时间延长而红移,即粒径在不断增大;荧光发射峰窄而对称,表明QDs分散性好、大小较均一,半峰宽随回流时间延长而逐渐变宽,表明粒径在增大的同时粒径分布范围也变宽;从TEM及紫外.可见光谱推算,可知其粒径约为3 nm;红外光谱图说明作为稳定剂的巯基乙酸对QDs表面起到修饰作用.     

Mn2+掺杂准二维钙钛矿(PEA)2PbyMn1-yBr4的制备及其电致发光性能

制备了具有高荧光量子产率(photoluminescence quantum yield,PLQY)的Mn²⁺掺杂准二维钙钛矿(PEA)₂Pb_yMn_1-yBr₄(PEA为苯乙胺,y为Pb²⁺占Mn²⁺和Pb²⁺总含量的物质的量分数)薄膜。宽带隙的(PEA)₂PbBr₄作为给体,掺杂杂质Mn²⁺作为受体,构筑了双发射的激发态传递系统。通过调控Mn²⁺掺杂的不同比例对(PEA)₂Pb_yMn_1-yBr₄的发光性能和薄膜形貌的影响,发现当前驱体溶液中Mn²⁺与Pb²⁺的物质的量之比为1∶4时,薄膜有着最高的PLQY和最低的表面粗糙度。利用飞秒瞬态吸收(transient absorption,TA)光谱,追踪其动力学过程,发现主客体之间的激发态传递是通过电荷转移来实现的。为了研究材料的电致发光特性,我们将(PEA)₂Pb_yMn_1-yBr₄作为活性层,加工得到了发光二极管(light emitting diodes,LEDs)。在室温下,器件发出明亮的橙色,其最高的发光强度为0.21 cd·m^-2,外量子效率(external quantum efficiency,EQE)为0.002 5%。     

基于Mn掺杂ZnS量子点的室温磷光猝灭法测定H2O2

以N-乙酰基-L-半胱氨酸为稳定剂,合成了具有独特光学性质的水溶性Mn掺杂ZnS量子点(QDs)。该量子点在室温不除氧的条件下即可发射较强的磷光信号,最大发射波长位于592nm处。在pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中,H2O2对量子点有显著的磷光猝灭作用,且在一定的范围内H2O2的浓度与磷光猝灭值(P0/P)呈现良好的线性关系,以此建立了测定H2O2的新方法。在最佳的实验条件下,该方法的检出限为1.0×10-6 mol/L,线性范围为1.0×10-5～2.5×10-2 mol/L,相关系数为0.9978。通过测定猝灭过程的时间分辨磷光光谱,推断猝灭机理为动态猝灭。     

Eu3+掺杂的LaPO4和LaAlO3纳米体系及其发光性质

Eu³⁺离子掺杂的LaPO₄纳米线或纳米棒通过一种简单的水热反应方法被成功地合成出来. 水热反应条件以及生成产物的烧结条件对LaPO₄基质材料的形貌和结构的影响, 通过扫描电子显微镜和X射线衍射等表征手段进行了研究. 生成物的物相和形貌可以通过改变反应条件得到很好的控制. LaAlO₃也是一种很重要的无机材料, 其粉末状态有较高活性和选择性, 因而作为催化剂被广泛研究. 其体相材料因具有钙钛矿结构, 与Y-Ba-Cu-O和Bi-Sr-Ca-Cu-O等超导体系有很好的点阵匹配和热扩散匹配. 稀土离子掺杂的镧系化合物的光致发光性不仅与基质材料的组成结构有关, 而且与晶体的形貌和尺寸也有关, 所以Eu³⁺离子分别被掺入到单斜晶系独居石结构的LaPO₄和钙钛矿结构的LaAlO₃中以作对比实验. 为了了解反应物周围环境对产物性质的影响, LaPO₄:Eu³⁺和LaAlO₃:Eu³⁺的纳米颗粒同时用共沉淀法制得. 不同形貌的LaPO₄:Eu³⁺纳米体系的发光强度略有不同. 掺杂的单斜晶系独居石结构的LaPO₄和钙钛矿结构的LaAlO₃纳米颗粒发光最强时, Eu³⁺离子的最佳掺杂摩尔百分比分别为5.0%和3.5%. 在适当的紫外光照射下, LaAlO₃:Eu³⁺ (3.5 mol%) 比LaPO₄:Eu³⁺ (5.0 mol%) 发射更亮的红光, 这是由于两者有不同的自旋轨道耦合和共价键, 这表明在纳米尺度下, LaAlO₃也是一种很好的稀土离子掺杂的基质材料.     

具有酸度敏感性的氮掺杂碳量子点的水热法制备及表征

以柠檬酸钠为碳源,三聚氰胺为氮掺杂剂,在水热条件下得到无色溶液,经过过滤、离心、旋蒸、透析等系列纯化后即得发蓝色荧光的碳量子点,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左右,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436 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碱性。此外考察了碳量子点对不同p H值酸性溶液的敏感性,结果表明该碳量子点对于制备酸性p H传感器具有较好的应用潜力。     

氨基修饰介孔SiO2的合成及对其对Hg2+、 Ni2+和Mn2+的吸附

利用介孔SiO₂微球（MSM）作为基底,对其表面进行氨基修饰,合成了氨基修饰介孔SiO₂微球（MSM/NH₂）,其结构和性能经TEM, XRD和元素分析表征。结果表明：MSM/NH₂ 1.0［3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）用量为1.0 mL］对Hg²⁺、 Ni²⁺和Mn²⁺的5次循环吸附效率的平均值均超过92.0%。     

掺杂碳点的制备及其应用研究进展

掺杂碳点因其丰富的制备手段、优良的光学性质以及良好的生物相容性,在生物检测、防伪、药物传输、光电器件等领域具有巨大的潜在应用空间,是极具发展潜力的炭基材料之一.近年来,如何提高碳点的发光效率、探索发光机理、拓展碳点新的应用方向引起广泛关注.本文综述了不同掺杂碳点的特性,总结了碳点在不同领域的应用,并且分析了碳点存在的问题.     

微波一步法制备氮掺杂碳量子点及其对蛇莓中Cu2+的检测

以维生素C(Vc)为碳源,尿素为氮源,经微波一步法制备得到一种具有高荧光强度的氮掺杂碳量子点。所合成的氮掺杂碳量子点富含-OH、-NH_2和C=O等基团,平均粒径约为4.1 nm,在365 nm紫外光照射下发射出明亮的蓝色荧光。基于氮掺杂碳量子点能与铜离子相互作用进而建立一种快速检测Cu~(2+)的方法。当Cu~(2+)浓度在1～18μmol·L~(-1)之间,氮掺杂碳量子点的荧光猝灭强度(F/F_0)随Cu~(2+)浓度的增加而线性下降,检出限(S/N=3)达0.19μmol·L~(-1)。将该方法应用于蛇莓中痕量铜的荧光检测,加标回收率为100.3%～107.3%之间,RSD在0.23%～1.2%之间。     

谷胱甘肽稳定水溶性CdTe/ZnTe量子点的制备与表征

用还原型谷胱甘肽(GSH)作为稳定剂, 合成了水溶性的CdTe/ZnTe核壳结构的半导体量子点. 考察了Zn/Cd反应物配比及GSH用量对CdTe/ZnTe量子点的性能影响. 用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和X射线粉末衍射(XRD)光谱对CdTe和CdTe/ZnTe的形貌和晶体结构进行了表征. 荧光光谱结果表明, 核壳结构的CdTe/ZnTe量子点比单一的CdTe量子点具有更高的荧光量子产率和更好的光活化性能.     

CdTe/ZnSe核壳量子点免疫层析试纸条检测克伦特罗的研究

采用巯基丁二酸作为表面修饰剂,水相法合成水溶性的CdTe/ZnSe核壳量子点,然后在N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的作用下,将CdTe/ZnSe核壳量子点与抗克伦特罗多克隆抗体(Anti-CLE pAb)连接。通过凝胶电泳和斑点杂交实验,验证CdTe/ZnSe核壳量子点与Anti-CLE pAb连接成功,并且CdTe/ZnSe-Anti-CLE pAb偶联物能识别克伦特罗-BSA抗原(CLE-BSA)。光谱分析表明,量子点与抗体连接后荧光增强,荧光峰位从628nm红移至635nm。将合成的CdTe/ZnSe-Anti-CLE pAb偶联物作为指示克伦特罗(CLE)分子的荧光标记物,制备出一种用于检测CLE的免疫层析试纸条,其最低检测量可达1μg/L。与ELISA法的对比实验表明,此试纸条能应用于CLE残留的快速检测。