溶剂热法合成橙-绿双波段荧光碳点

荧光碳点具有激发波长依赖的独特性质,有望基于此制备检测溶液pH值的荧光探针。以柠檬酸和尿素为原料、N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,采用一步溶剂热法在200℃下保温12 h制备了一种新型的具有橙-绿双波段荧光发射性能的水溶性碳点。采用透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱等方法对荧光碳点的组成和形貌进行了表征,还通过荧光发射光谱和紫外-可见吸收光谱对其光学性能进行了研究。结果表明,制备的碳点粒径为2.7~4.3 nm,表面带有大量含氧官能团,具有良好的水分散性。在440 nm和540 nm波长光激发下分别呈现绿色(500 nm)和橙色(590 nm)双波段荧光发射。合成的荧光碳点发光性能对pH值具有敏感性:在强碱性溶液中,590 nm的荧光强度比水溶液中提高了6.71倍,同时吸收峰的蓝移使得自然光下其溶液颜色发生了明显改变,具有强碱性指示剂的作用;在pH值为2~6的酸性溶液中,500 nm与590 nm发光峰强度比与pH值之间呈现良好的线性关系,展现了作为pH值比率荧光探针的应用潜力。     

掺氮碳量子点的微波法制备及其光学性能研究

以柠檬酸和谷氨酸为原料、聚乙二醇(PEG)为分散剂,采用微波法制备掺氮碳量子点(N-CQDs)。研究了不同制备条件对N-CQDs结构和性能的影响,利用透射电镜、紫外可见吸收光谱、荧光光谱以及红外光谱对制备产物进行表征,确定了最佳制备条件:柠檬酸80 mg/mL、谷氨酸16 mg/mL,PEG 80 mg/mL,微波反应功率800 W,反应3.5 min。在该条件下制备的N-CQDs具有尺寸均匀、分散性良好及pH敏感性较好的优点;同时具有激发波长依赖性,最大激发波长为340 nm,发射峰为430 nm。此外,红外光谱研究表明,N-CQDs表面含有丰富的羟基和羰基等官能团,水溶性和生物相容性好,在食品快速检测领域具有良好的应用潜力。     

水热法制备的荧光碳量子点

以葡萄糖为碳源,通过水热法制备了碳量子点,并通过X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和傅里叶红外光谱（FTIR）等方法对样品的结构、形貌和光学性能进行表征。结果显示：以葡萄糖为碳源制备的碳量子点近似球形,大小均匀,分散性良好,无团聚现象。其发射波长依赖于激发波长,在紫外灯下发出明亮的绿光。     

氧化锌量子点和碳量子点及其复合物的制备与发光性能的研究

采用溶胶凝胶方法和水热法制备了水溶性荧光氧化锌量子点(Zn O-QDs)和碳量子点(C-QDs),其量子效率分别达到38%和61%。基于所合成的Zn O-QDs和C-QDs制备了氧化锌和碳量子点复合物(Zn O/CQDs),并分别对其发光特性进行了研究。透射电镜(TEM)图像表明,所合成的Zn O-QDs和碳量子点尺寸分布在3~6 nm之间,分散均匀。光致发光光谱表明,Zn O-QDs和碳量子点的发光峰中心分别位于540 nm和450 nm,两者发光峰的最佳激发波长为370 nm和350 nm。通过调整Zn O-QDs和C-QDs的体积比,所制备的Zn O/C-QDs能够实现荧光光谱的连续可调,并产生了白色荧光。     

单激发双发射近红外荧光碳量子点制备、荧光性能与细胞成像

探索合成方法简单的近红外比率荧光探针具有重要意义。本文以高山榕树叶为碳源,乙醇、丙酮为提取剂,采用溶剂热法于200℃高压反应釜中反应10 h,一步合成具有近红外双发射荧光特性的碳量子点(CDs)。透射电镜(TEM)表明合成的CDs分散性好、平均尺寸约为4.70 nm,晶格常数为0.32 nm。X射线衍射(XRD)结果显示该碳点在2θ=22°附近有一个较宽的衍射峰,表明该CDs为sp~2杂化的无定形碳。傅里叶红外光谱(FT-IR)显示其含有氨基、羰基、醇羟基和甲基。荧光光谱表明,最大激发波长410 nm,最大发射波长为466 nm和676 nm。以硫酸奎宁做参比测得荧光量子产率为26.31%。实验还探讨了CDs的酸碱、光学、抗盐和金属离子的稳定性以及细胞成像效果。以上结果表明,该碳点具有原料廉价易得、制作简便、对酸碱稳定、抗光漂白性良好等优点,具有良好的光学成像应用前景。     

反相微乳液法制备尺寸可调的高荧光碳量子点(英文)

在反相微乳液体系中,以抗坏血酸作为碳源制备具有高强度荧光的碳量子点。实验中通过调整水和表面活性剂的量比实现对碳量子点尺寸大小的控制,利用十六烷基胺修饰碳量子点。当激发波长为360 nm时,碳量子点的量子产率最高为47%。当水和表面活性剂的量比从20增加到50时,碳量子点的尺寸也随之而增大。     

全彩色碳量子点的制备及其在WLED上的应用

荧光碳量子点是一种新型的、有前途的光致发光纳米材料。由于其多样的理化性质和独特的光学特性,低成本、生态友好、丰富的功能基团等优势,在生物成像、光电器件、光催化、离子检测、靶向药物输运等领域有广阔的应用前景。发光二极管(LED)多年来一直是学术研究的热点,广泛应用于液晶显示、全彩显示和日常照明设备中。许多荧光材料已经被应用于LED的研制;纳米荧光碳量子点因其具有荧光发射波长可调、发光性能稳定、环境友好、原材料丰富、成本低廉等优点在光电器件方面有着极大的应用前景。但目前碳量子点的可控制备依然是个挑战,大多数碳量子点的荧光发射波长主要集中在蓝、绿光波段,且量子产率偏低,限制了碳量子点在该领域的发展。因此,合成覆盖全光谱的荧光碳量子点并简单分析其发光机理可以极大地推动碳量子点在白光LED领域的应用。以柠檬酸三胺为前驱体,以多种低毒、廉价的酸试剂为修饰剂,采用一步溶剂热法成功制备了全色荧光碳量子点,并用荧光光谱仪、透射电镜、 X射线衍射仪、拉曼光谱仪、 X射线光电子能谱仪、紫外-可见分光光度计及傅里叶变换红外光谱仪对制备的碳量子点进行了表征分析。结果表明,所制备的碳量子点尺寸均匀,分散性好,发射...     

柿子叶制备碳量子点的光谱性质及对Fe3+的荧光探针

碳量子点作为碳纳米材料中的新成员,具有较高的光学稳定性、低毒性、良好水溶性、原料来源广泛、制备方法多样等多种优点,在分析检测、生物标记、光催化降解以及环境监测等领域具有广泛的应用前景,对碳量子点的研究引起了国内外学者极大兴趣。水中Fe³⁺含量的超标会对生活饮用和工业生产造成一定的危害,所以准确快速地检测水中Fe³⁺的含量,对人体健康具有重要的意义。目前,对Fe³⁺进行检测的方法有伏安法、荧光光谱法、电化学法以及火焰原子吸收光谱法等,其中荧光光谱法具有快速响应和方法简便的特点,比其他方法更有优势。以柿子叶为碳源,采用水热法制备了发蓝绿色荧光的碳量子点,通过X射线衍射、高分辨透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见吸收光谱及荧光光谱等技术对碳量子点的结构、微观形态和光谱学性质进行了详细表征。柿子叶制备的碳量子点呈现为分散均匀的球形颗粒,颗粒平均直径大约5.9 nm,碳量子点颗粒表面具有丰富的含氧官能团,在277 nm有明显的紫外吸收,可归因于CO的n→π^*跃迁。碳量子点的发射波长和荧光强度具有明显...     

水热法快速制备荧光氧化石墨烯量子点及其在细胞成像中的应用

作为一种新型荧光纳米材料,氧化石墨烯量子点(GO QDs)凭借其良好的水溶性和生物相容性得到广泛的关注。以氧化石墨烯为原料,过氧化氢为氧化剂,一步水热法在90 min内快速制备氧化石墨烯量子点,实现了快速、高效及绿色制备氧化石墨烯量子点。所制备得到的氧化石墨烯量子点分布均匀,透射电镜(TEM)图片表明氧化石墨烯量子点粒径分布在2.25～5.25 nm,傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线电子能谱(XPS)显示氧化石墨烯量子点表面含有大量的羟基、羧基、羰基等含氧功能团,表明氧化石墨烯量子点具有很好的水溶性。荧光发射光谱(PL)表明氧化石墨烯量子点具有激发波长依赖性。基于其独特的纳米结构,良好的光学性能和生物相容性,氧化石墨烯量子点可替代传统荧光纳米材料应用于细胞成像。     

微波法制备掺氮碳点及其用作探针检测铁离子

为了研究氮掺杂对纳米碳点荧光发射行为的影响和探索掺氮碳点的快速制备途径,以2-氨基对苯二甲酸为前驱体,与不同的修饰剂一起溶解于去离子水中,经微波辐射3 min,一步法合成了新型掺氮碳点。实验结果表明:制备的掺氮碳点水溶性好,发蓝色荧光,且发射行为不依赖于激发波长;颗粒近似为球形,尺寸5～8 nm,晶面间距为0.23 nm,接近石墨碳(100)面晶格结构;Fe~(3+)通过与掺氮碳点表面含氧基团的络合配位,可有效地猝灭其荧光,Fe~(3+)浓度在5～60μmol·L~(-1)的范围内与相对荧光强度呈现良好的线性关系,检出限约为1.01μmol·L~(-1),可以作为检测Fe~(3+)浓度的荧光探针。     

氮掺杂高量子产率荧光碳点的制备及其体外生物成像研究

为获得高量子产率的碳点,以柠檬酸为碳源,苯二胺的3种同分异构体为氮源,采用两步溶剂热法制备了氮掺杂荧光碳点。利用透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)对样品进行表征,并考察了碳点的细胞毒性和体外生物成像。实验结果表明:3种高量子产率碳点(Y=52%,60.4%,53.2%)的粒径均一,具有较好的分散性,平均尺寸分别为4.5,5.3,5.2 nm。碳点表面含有羟基、羧基、胺基等基团,在紫外光激发下均能发出明亮的蓝色荧光,并具有稳定的荧光性能。细胞实验表明:3种碳点具有较好的生物相容性,能够快速进入细胞并成功应用于细胞的荧光成像。     

基于明胶制备碳量子点及其光学性能的研究

通过水热法采用热解明胶制备出有蓝色荧光的碳量子点,并通过单因素优化实验对制备碳量子点的温度、时间进行优化以选择出制备碳量子点的最佳条件,结果表明在水热反应温度为200 ℃,反应时间为6 h时制备的碳量子点的荧光性能最强。同时,利用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、Ｘ射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV)及荧光光谱(PL)等手段对最佳条件下制备的碳量子点进行测试与表征,结果表明,该方法制备的碳量子点量子产率为39.4%,与不掺杂的碳量子点相比其量子产率相对较高,这可能是因为有N元素的存在使得量子产率有所提高;所制备的碳量子点不仅具有丰富的含氧官能团而且抗光漂白性能良好,形态主要是均匀分散的球形,没有明显的晶格条纹,这与相关文献报道的碳量子点的形态相一致,其在250～300 nm有较弱的吸收,但无明显的特征吸收峰,这可能是由于C=O基团的n-π*跃迁引起的;此外,还讨论了氙灯照射时间、pH、碳量子点浓度、不同类型溶剂及离子强度等因素对碳量子点荧光性能的影响,研究结果表明,氙灯照射时间及离子强度对碳量子点荧光性能几乎无影响,在过酸或过碱的条件下其荧光强度相对较弱,原因可能是在过酸或过碱的条件下发生质子化或非质子化的作用导致其荧光强度减弱;且碳量子点溶液随着其浓度的增加,荧光强度先增加后减小;而对于溶剂类型而言,其在极性溶剂中的荧光强度大于其在非极性溶剂中的荧光强度,说明该方法制备的碳量子点具有良好的水溶性。     

壳聚糖碳点的水热法制备及其对金属离子的选择性研究

以壳聚糖为碳源通过水热法合成碳点,对影响碳点荧光强度的水热温度、水热时间和壳聚糖质量分数进行考察。通过紫外分光光度计、荧光分光光度计、原子力显微、Fourier红外光谱仪、X-ray光电子能谱、X射线衍射仪对壳聚糖碳点的光学性质、化学结构、晶体结构、形貌结构等进行表征分析。结果表明,在水热温度200℃、水热时间9 h、壳聚糖质量分数2%的条件下制备得到的壳聚糖碳点量子产率为32.86%。碳点呈现出主要尺寸为3～10 nm的球形颗粒状,且在波长335 nm激发下,发射峰位于410 nm(蓝)。对金属离子的选择性研究分析表明,Fe~(3+)对碳点溶液的荧光猝灭效应最显著,说明碳点对Fe~(3+)具有较好敏感性和高选择性,且荧光猝灭效率对Fe~(3+)浓度在0～100μmol/L范围内呈现线性响应,因此有望将碳点作为荧光探针应用于Fe~(3+)的检测表征。     

以醇溶剂为碳源制备碳点的荧光性能

以乙二醇和丙三醇为碳源,用一元醇（异丙醇和乙醇）为对比,通过溶剂热法制备得到碳点。通过傅里叶红外光谱、紫外-可见吸收光谱和激发光谱对所制得的碳点进行表征和分析,探讨了不同碳源对碳点的表面官能团、荧光性能等的影响,从而分析其荧光的发光机理。结果表明：乙二醇与丙三醇制备的碳点含有C=C键和C=O键,均在365 nm光激发后在450 nm处有荧光峰;而一元醇是由C-OH基团中的孤对电子产生荧光,碳源分子中羟基含量对碳点的荧光性能有很大影响,羟基含量越高,越容易形成双键结构。     

水溶性量子点荧光探针用于帕珠沙星的含量测定

文章采用荧光光谱和紫外光谱研究了CdTe量子点(CdTe QDs)与广谱抗菌药物帕珠沙星的相互作用。结果表明,随着帕珠沙星浓度的增加,CdTe QDs荧光强度有规律的降低,但通过透射电镜图对QDs及加入帕珠沙星后的QDs进行比较,发现QDs仍然均一单分散,表明反应的作用机理可能是帕珠沙星促使QDs表面键合的有机分子发生变化,在Cd空位表现出的表面缺损上形成了碲氧复合物,致使荧光猝灭。因此该反应可作为一种新颖的快速检测帕珠沙星含量的方法。在一定条件下,帕珠沙星溶液的浓度与量子点荧光强度成线性关系,线性范围为10.0～850 μg·mL-1,相关系数r为0.995 4,检测限(S/N=3)为3.254×10-3 μg·mL-1。药物对量子点的猝灭常数为2.188×104 L·mol-1。应用到冻干粉针剂和氯化钠注射液中帕珠沙星的含量测定,所得结果与标示量一致。该方法较常用检测方法具有简便、快捷、灵敏、线性范围宽的优点,并有望进一步开展发药物体内显像及作用机理的研究。     

N掺杂碳量子点光稳定剂的制备及光学性能

利用水热反应,以柠檬酸为碳源制备碳量子点,再以2,2,6,6-四甲基哌啶胺为修饰剂,使碳量子点表面的含氧基团与2,2,6,6-四甲基哌啶胺反应,实现了碳量子点的功能化。实验结果表明,修饰后的碳量子点紫外吸收和蓝色荧光发射特性明显优于未修饰的碳量子点。修饰后的碳量子点平均粒径为3.16 nm,荧光量子产率为21.2%,水溶性好,颜色浅,可作为高得率浆纸张的光稳定剂使用,并能提高纸张初始白度3ISO%~4ISO%。随着自由基捕获剂基团的引入,碳量子点能有效捕获纸张因光照而产生的活性自由基,提高了纸张的耐光性。     

Facile Synthesis of Carbon Dots from Biomass Material and Multi-Purpose Applications

Selective and sensitive water content measurement in organic solvents is extremely significant for both industrial use and laboratory preparation. Carbon nanodots are promising carbon nanomaterials with unique and novel properties and thus have drawn growing attention. However, the hydrothermal approach for the preparation of carbon dots always uses water as solvent, and consequently, the development of carbon dots from biomass materials for fluorescence detection of water content remains unexplored. Here, carbon dots were prepared from gallic acid via a cheap and facile one-step method. The as-prepared carbon dots present excellent sensitivity and selectivity toward water content and exhibits good linear relationships with water content in range of 0–10%. The carbon dots demonstrated a strong antioxidation capacity and colour-reaction of Fe³⁺ like gallic acid. The carbon dots also showed solid-state lighting.

     

超声法制备碳量子点发光性能的影响因素分析

超声法制备碳量子点过程简单,成本低廉,不易产生二次污染,应用前景广泛。为优化超声法制备碳量子点的各工艺参数,制备了关键工艺参数不同的碳量子点样品,测试其发射与激发光谱,分析了量子点浓度,溶剂种类,辅助剂种类、浓度,超声功率、时间等参数对碳量子点发光性能影响。结果表明超声法制备的碳量子点具有激发光波长依赖性,发射峰位置随激发波长的变化而发生明显改变;碳量子点浓度增加,发光强度由于非辐射能量传递和团聚作用,先增大后减小;由于溶剂效应,碳量子点在乙醇中比在水中发光强度更强,波长更短,且浓度越大时波峰移动越明显;相比盐酸,以NaOH为辅助剂制备的碳量子点表面钝化程度高,发光强度强;增加辅助剂NaOH浓度可提高量子点表面钝化程度,增大发光强度;同等时间下增加超声功率或同等功率下适量增加超声时间,可制备更多的碳量子点样品,但超声时间过长,碳量子点容易发生团聚猝灭现象。以上影响因素分析为超声法制备碳量子点的工艺参数优化提供了理论基础,有利于碳量子点大规模低成本的生产应用。     

Stable aqueous ZnO nanoparticles with green photoluminescence and biocompatibility

Semiconductor quantum dots (QDs) as a kind of biological labeling material have many unique fluorescence properties relative to conventional organic dyes, which can be used for long-term fluorescence tracking. In this work, a facile method was developed for synthesizing water-stable ZnO nanoparticles with green emission. The as-synthesized ZnO nanoparticles were shown to be highly stable and soluble in water. Transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD) as well as UV–vis and fluorescence spectrophotometry (PL) were employed to investigate the structures and properties of ZnO nanoparticles. Furthermore, hemolysis assay was performed to evaluate the biocompatibility of these ZnO nanoparticles in vitro. The results indicate that the as-prepared ZnO nanoparticles have biocompatibility, which make them a promising cell label.