一文了解碳量子點(diǎn)

碳量子點(diǎn)介紹：

碳量子點(diǎn)是一種碳基零維材料。碳量子點(diǎn)具有的光學(xué)性質(zhì)，良好的水溶性、環(huán)境友好、原料來源廣、成本低、生物相容性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。自從碳量子點(diǎn)被發(fā)現(xiàn)以來，人們開發(fā)出了許多合成方法，包括電弧放電法、激光銷蝕法、電化學(xué)合成法、化學(xué)氧化法、燃燒法、水熱合成法、微波合成法、模板法等。碳量子點(diǎn)的應(yīng)用，在醫(yī)學(xué)成像技術(shù)、環(huán)境監(jiān)測、化學(xué)分析、催化劑制備、能源開發(fā)等許多的領(lǐng)域都有較好的應(yīng)用前景。

碳量子點(diǎn)是近年來發(fā)展起來的低維碳材料的一個分支。和無機(jī)半導(dǎo)體量子點(diǎn)相比,由于其具有原料成本低、制備方法簡單、環(huán)境友好等特性,近年來受到人們的關(guān)注。碳量子點(diǎn)的結(jié)構(gòu)賦予其的物理及化學(xué)特性,如上轉(zhuǎn)換發(fā)光和激發(fā)波長依賴性等。油溶性碳量子點(diǎn)因?yàn)樵谟袡C(jī)溶劑中良好的溶解性,使得其在光電器件領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。但近年來研究較多的當(dāng)屬水溶性碳量子點(diǎn),而對于油溶性碳量子點(diǎn)的研究相對較少。本文以單尾鏈有機(jī)小分子為原料,通過簡單的加熱回流,制備出發(fā)藍(lán)色熒光的油溶性碳量子點(diǎn)。通過HR-TEM、熒光光譜、紅外、XPS等方法證明了油溶性碳量子點(diǎn)的成功合成,之后,將其應(yīng)用到熒光墨水中

碳量子點(diǎn)( Carbon Quantum Dots.CQDs)通常指由sp2/sp3碳內(nèi)核和外層含氧/氮官能團(tuán)組成，尺す少于10nm單分散球狀納米碳材料。具有相似于傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的性能，又能克服高生物相容性差的缺陷，且來源廣泛、易于合成和便于功能化，是傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點(diǎn)的理想替代材料廣義上光碳量子點(diǎn)可分為3種:石墨烯量子點(diǎn)( graphene quantum dot)、納米金剛石( nanodiamond)和熒光碳顆粒( carbon dot）

碳量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)

碳量子點(diǎn)（Carbon Quantum Dots, CQD）是由分散的類球狀碳顆粒組成，尺寸（在10nm 以下），具有熒光性質(zhì)的新型納米碳材料。 碳量子點(diǎn)合適的尺寸、低廉的成本和良好的生物兼容性對于生物標(biāo)記等領(lǐng)域的研究是至關(guān)重要的，因此它的出現(xiàn)引起了研究者的關(guān)注。

碳基納米點(diǎn)簡稱碳點(diǎn)，如圖1所示，可分為石墨烯量子點(diǎn)、碳量子點(diǎn)、聚合物點(diǎn)。碳量子點(diǎn)是由分散的類球狀顆粒組成，尺寸在10nm以下，具有熒光性質(zhì)的新型納米碳材料。2004年，XU等在電泳法制備單壁碳納米管的純化過程中制備出一種具有尺寸相關(guān)的熒光性質(zhì)的碳材料。SUN等在2006年通過表面鈍化合成了具有增強(qiáng)熒光發(fā)射效應(yīng)的熒光納米顆粒，并將其命名為碳量子點(diǎn)。此外，WANG等在2011年通過分離蠟燭燃燒的煙灰得到尺寸小于2nm的碳量子點(diǎn)，研究表明該碳量子點(diǎn)是單純sp2雜化的共軛體系。

碳量子點(diǎn)的主要應(yīng)用

碳量子點(diǎn)發(fā)光穩(wěn)定、成本低和環(huán)境友好性，是一類重要發(fā)光二極管材料。如圖5為碳量子點(diǎn)在LED中的應(yīng)用，A）碳量子點(diǎn)夾在LED中作為單一發(fā)光層結(jié)構(gòu)，B）為藍(lán)色，青色，品紅色，和白色電致致發(fā)光（EL）光譜和真正的顏色照片。通過電流密度可以改變發(fā)光顏色的，通過改變電子傳輸層的材料和電極厚度，可以優(yōu)化純藍(lán)色和白色的發(fā)射，這對LED的發(fā)展是有用的。

相關(guān)產(chǎn)品：

油溶性InP/ZnS 高亮綠光和紅光 PL 490 nm -- 750 nm

油溶性鈣鈦礦量子點(diǎn) 高亮藍(lán)紫光到紅光 PL 400 nm -- 650 nm

油溶性PbS量子點(diǎn) 近紅外發(fā)射光 PL 800 nm -- 1600 nm

油溶性PbS/CdS量子點(diǎn) 近紅外發(fā)射光 PL 800 nm -- 1600 nm

油溶性CuInS/ZnS 量子點(diǎn) PL 530 nm--750 nm

油溶性Mn摻雜 量子點(diǎn) PL 580 nm--600 nm（磷光量子點(diǎn)）

油溶性Cu,Mn共摻雜 量子點(diǎn) 光轉(zhuǎn)換材料

油溶性Cu摻雜ZnInS 量子點(diǎn) PL 500 nm--700 nm

油溶性碳量子點(diǎn) PL 380 nm--560 nm

水溶性InP/ZnS 高亮綠光和紅光 PL 520 nm-- 750 nm

水溶性CuInS/ZnS 量子點(diǎn) PL 550 nm--800 nm

水溶性Mn摻雜 量子點(diǎn) PL 580 nm--600 nm（磷光量子點(diǎn)）

水溶性碳量子點(diǎn) PL 380 nm--560 nm

齊岳小編ssl  2021.10.25