摻氮碳量子點(diǎn)及其發(fā)光特性研究.pdf

1、碳量子點(diǎn)，是一種類球形且尺寸在10 nm以下的碳納米顆粒。由于碳量子點(diǎn)具有良好的水溶性、化學(xué)惰性、易于功能化、抗光漂白性和低毒性等優(yōu)異性能。碳量子點(diǎn)的熒光強(qiáng)度很高，又被稱作“熒光碳量子點(diǎn)”，且具有光引發(fā)電子轉(zhuǎn)移的行為，具有替代傳統(tǒng)昂貴有毒的重金屬在生物醫(yī)學(xué)、光電器件上的應(yīng)用潛力，引起了廣泛關(guān)注。最近摻雜或者尺寸控制的功能化的碳量子點(diǎn)有望應(yīng)用于更多的光電器件上，如有機(jī)光電二極管、光伏器件、生物成像等相關(guān)應(yīng)用。本文開展了基于制備摻氮碳量子點(diǎn)

2、及其熒光特性的研究。用化學(xué)法合成了摻氮碳量子點(diǎn)，并討論了其形成機(jī)理和熒光特性。獲得了以下主要結(jié)果：
　　(1)采用非配位溶劑十八烯提供高溫液相環(huán)境將一水檸檬酸和十八胺反應(yīng)制備摻氮碳量子點(diǎn)，并探究和描述了其形成機(jī)理。十八胺和檸檬酸首先脫水反應(yīng)生成含有酰胺鍵的長鏈分子前驅(qū)物，高溫條件下這些前驅(qū)物逐漸聚集、轉(zhuǎn)化成跨鏈酰亞胺從而形核，同時外部的烷烴鏈逐漸消耗形核加劇，最終形成碳量子點(diǎn)。同時研究了溫度改變對摻氮碳量子點(diǎn)的影響確認(rèn)其形成機(jī)理的

3、分析，發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)溫度的升高粒度逐漸減小、含氮量逐漸升高、發(fā)光紅移。最后利用300℃合成的N-CNDs，制備了結(jié)構(gòu)為ITO/N-CNDs(300℃)/Al的單層發(fā)光器件。
　　(2)研究了碳源的改變對摻氮碳量子點(diǎn)樣品光學(xué)性質(zhì)的影響。對比討論了具有不同鏈長的有機(jī)胺（十八胺和十六胺）以及不同性質(zhì)碳源（無水檸檬酸和一水檸檬酸）所獲得的碳量子點(diǎn)的系列光譜，發(fā)現(xiàn)鏈長較短趨于獲得粒度更小、含氮比例更高、發(fā)光紅移的碳量子點(diǎn)，說明可以通過有機(jī)胺鏈