论文部分内容阅读
作为一种新型的碳纳米材料,荧光碳点因具有优异的光学性能、低毒性和易于生物偶联等优点,在分析检测、催化、光电器件和生物医学等领域具有广泛的应用前景。目前,碳点的合成虽然取得了一些重要进展,但得到的碳点通常还存在以下问题:粒径分布不均匀、荧光发射单色性较差(半峰宽大于80 nm)、最佳荧光发射大部分集中在蓝光区及荧光发射量子产率较低等[1-2]。纠。由于碳点的发光机理目前还存在较大的争论,有待深入研究,相关理论的缺乏使得研究人员在对碳点的荧光性能进行调控时需要耗费大量的时间和精力来搜索合适的碳源、溶剂、添加物以及合成条件。因此,开发一种高效的合成系统以快速实现对碳点合成条件的搜索及优化非常重要和迫切。微反应器因具有高升温速率,精确控制反应参数(时间、温度等)等特点,可以严格控制纳米粒子的成核和生长;同时微反应器还具有反应参数独立控制、产物在线检测等特点,在纳米粒子合成领域得到了广泛的应用[3-5]。
本文利用微反应器的优点,设计了一套简单的微反应器合成系统。我们首次将微反应器用于荧光碳点的合成,实现了制备条件的快速搜索。通过大量合成条件的筛选制备了一系列性能各异的荧光碳点。例如,应用葡萄糖和甲酰胺反应体系得到了粒径分布均一、发射峰半峰宽窄且荧光性能稳定的碳点(图1);通过选择适当的反应原料和条件,获得了高荧光量子产率的碳点(大于60%);通过向反应体系中加入不同的添加剂,实现了对碳点荧光发射波长的可控调节(从紫外区到红光)。以上研究结果表明,微反应器在荧光碳点合成条件快速搜索方面非常有效。进一步应用微反应器在荧光碳点领域的研究,例如碳点形成的过程及发光机理,正在深入开展之中。
本文利用微反应器的优点,设计了一套简单的微反应器合成系统。我们首次将微反应器用于荧光碳点的合成,实现了制备条件的快速搜索。通过大量合成条件的筛选制备了一系列性能各异的荧光碳点。例如,应用葡萄糖和甲酰胺反应体系得到了粒径分布均一、发射峰半峰宽窄且荧光性能稳定的碳点(图1);通过选择适当的反应原料和条件,获得了高荧光量子产率的碳点(大于60%);通过向反应体系中加入不同的添加剂,实现了对碳点荧光发射波长的可控调节(从紫外区到红光)。以上研究结果表明,微反应器在荧光碳点合成条件快速搜索方面非常有效。进一步应用微反应器在荧光碳点领域的研究,例如碳点形成的过程及发光机理,正在深入开展之中。