碳点的制备及其光学特性研究论文

国造纸》日期：2022-04-26人气：420碳点（Carbon dots，CDs），又称碳量子点或者碳纳米点，是一类尺寸在10 nm以内的碳基零维材料，具有独特的光学性能、良好的水溶性、高稳定性、低毒性、优良的生物相容性和低环境影响等特性，被认为是一种新颖而极具应用前景的荧光碳材料而备受瞩目[]。2004年，Xu等人[3]在电泳纯化单壁碳纳米管的过程中初次发现了可发出微弱荧光的碳量子点，自此关于碳点的研究引起了国内外学者的广泛关注，近年来更是掀起了以天然物质为碳源合成碳点的研究热潮。在众多合成方法中，水热或溶剂热合成法以廉价、环保、简单等优势脱颖而出。目前用于水热法合成碳点的天然碳源（可以是自然界中任何含碳的有机质材料）来源广泛，同时制备成本低、性能优良，在发光二极管[4]、化学传感器[5]、生物成像[6]、离子检测[7]、光电催化[8]等领域都有很好的应用前景。木质素是一种含量仅次于纤维素的芳香族天然高分子化合物，其储量大、来源广、无毒廉价、易分解，且具有较高的碳含量和丰富的芳香结构[]，是制备碳点的优良碳源。Chen等人[11]以木质素为原料，在双氧水作为氧化剂的水热条件下成功制备了木质素碳点，表现出卓越的生物标记性能和生物传感性能。Xue等人[12]通过一锅水热法成功地合成木质素杂化CQDs，合成的CQD具有低的细胞毒性和良好的细胞生物相容性。洪碧云等人[13]以聚乙烯亚胺为钝化剂，通过水热合成法制备出荧光量子产率高达25.53%的碱木质素/聚乙烯亚胺碳点，并研究了其对体系pH值的敏感性。Zhu等人[14]利用木质素合成亮绿色的荧光碳量子点，并用于高灵敏度检测Fe3+离子。Liu等人[15]开发了一种含有木质素衍生碳点的发光透明木材作为建筑材料，该建筑材料可用于甲醛气体的实时和可视检测。另一方面，随着社会经济的快速发展，金属离子的快速准确检测在环境、食品和医疗领域显得尤为重要。铁离子（Fe3+）在生命系统中拥有举足轻重的地位，存在于所有的组织中，尤其是肝、脾和肺。Fe3+含量调控不当可引起贫血、阿尔茨海默病、帕金森综合症、智力下降、血色素沉着症、糖尿病和癌症等疾病[]。因此，对Fe3+的快速准确检测对这些疾病的早期诊断具有重要意义。目前，对Fe3+的常规检测方法有等离子体发射光谱法[18]、比色法[19]、荧光探针法[20]等，荧光纳米探针法在金属离子

碳点和碳量子点的区别量子点一般是从铅、镉和硅的混合物中提取出来的，但这些量子点一般有毒，对环境也有很大的危害。所以科学家们寻求在一些良性的化合物中提取量子点。相对金属量子点而言，碳量子点无毒害作用，对环境的危害很小，制备成本低廉。它的研究代表了发光纳米粒子研究进入了一个新的阶段。

哪些因素会影响木质素基碳点的制备水热反应温度和水热反应时间。会影响木质素基碳点的制备的原因是水热反应温度和水热反应时间，碳微球球形度、石墨微晶结构完善性以及电化学性能的主要因素。

但木质素碳点目前还存在着缺乏系统研究、量子荧光产率普遍不高等问题。因此，寻找一种操作简单、荧光量子产率高的木质素碳点制备方法是亟待解决的问题

因为碳点在不同光子晶体膜表面的荧光强度各不同，当碳点的激发波长及其对应的长射波长处于光子近代位置附近时，碳点的荧光强度的增强更明显。

金属掺杂碳点是一种新型的材料，它是将金属原子掺入碳点中而形成的。金属掺杂碳点具有独特的光学、电学、催化等性质。主要合成方法有化学气相沉积法(CVD)，化学气相沉积法(CVD)，化学气相沉积法(CVD)，化学气相沉积法(CVD)。研究金属掺杂碳点的目的与意义在于：1.提高碳点的性能，如光学性质和催化活性。2.开发新型的应用，如生物传感器和高效燃料电池。3.深入了解碳点与金属之间相互作用的基础机理。4.提高碳点的生产效率和稳定性。总的来说金属掺杂碳点是一个具有极大潜力和广阔应用前景的材料,其研究将有助于推动碳材料在各个领域的应用

原因如下1.碳点的荧光波长不一样的原因是由于碳点的碳原子组成形式不同，原来是碳12，有的是碳13，所以说形成的波长也不一样，这就是碳点的荧光波长不一样的原因