高熒光量子產(chǎn)率摻氮碳量子點的制備及表征

熒光納米材料由于在光伏設(shè)備、光催化、離子檢測、生物成像、生物傳感器等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力及價值，引起了研究人員的廣泛注意。其中碳量子點(CQDs)由于與傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點、有機染料一樣具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、抗光漂白性，與貴金屬納米團簇相比具有低毒性、良好生物相容性、環(huán)境友好性、抗光漂白性等優(yōu)點而備受關(guān)注[1-7]。

水熱法是目前制備碳量子點常用的方法之一，但制備的碳量子點熒光量子產(chǎn)率通常較低從而限制了碳量子點的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)對碳量子點表面進行鈍化有利于增強熒光發(fā)射強度，因此對碳量子點表面進行雜原子摻雜和鈍化成為提高熒光量子產(chǎn)率的主要方法之一，其中氮元素?fù)诫s碳量子點較為常見。Campos等[8]以乳糖為碳源，NH3為氮源，制備了熒光量子產(chǎn)率為11%的N-CQDs; Borse等[9]采用水熱法協(xié)同微波作用制備了熒光量子產(chǎn)率為17.73%的N-CQDs; Li等[10]對C3N4乙二胺懸浮液進行回流加熱得到熒光量子產(chǎn)率為28.5%的摻氮碳量子點。但鮮有制備條件對熒光量子產(chǎn)率的影響及較優(yōu)制備工藝相關(guān)研究報道。本研究以無水檸檬酸為碳源，三羥甲基氨基甲烷(Tris)為氮源，采用一步水熱法制備高熒光量子產(chǎn)率摻氮碳量子點(N-CQDs)。在單因素實驗的基礎(chǔ)上，以反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和Tris質(zhì)量為自變量，以高熒光量子產(chǎn)率為響應(yīng)值，對N-CQDs較佳制備工藝參數(shù)進行探索，為高熒光碳量子點的規(guī)模化制備提供可行的思路與技術(shù)參考。