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碳量子点的制备及其应用研究

碳量子点的制备及其应用研究

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作者：徐伟力辽宁大学

学位级别：硕士

碳量子点作为一种新型的碳纳米材料,具有独特的理化性质和低毒性、低成本、优良的生物相容性,既具备碳纳米材料的优势又具备量子点的优良特性。拥有传统量子点所不具备的优势,为低毒性纳米材料提供了新思路。因此具有巨大的发展潜力和... 详细信息

碳量子点作为一种新型的碳纳米材料,具有独特的理化性质和低毒性、低成本、优良的生物相容性,既具备碳纳米材料的优势又具备量子点的优良特性。拥有传统量子点所不具备的优势,为低毒性纳米材料提供了新思路。因此具有巨大的发展潜力和亟待挖掘的科研价值。本文介绍具备橙色荧光碳量子点、荧光性能良好的CDs/PVDF复合薄膜及对Bi2W06/CDs光催化复合材料的光催化性质进行探究。(1)利用蓝色碳量子点作为荧光填充物同聚偏氟乙烯(PVDF)相结合,利用有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为混溶溶剂,流延合成了能够发出蓝色荧光的CDs/PVDF复合薄膜。复合薄膜的荧光发射峰从碳量子点溶液发射峰的480nm蓝移到了 440nm,实验结果证明复合薄膜很好的解决了碳量子点的荧光自淬灭及团聚问题。随后还研究了碳量子点掺杂量、PVDF粉体质量、以及薄膜厚度对于碳量子点荧光的影响,并得到了最佳比例。(2)以尿素、柠檬酸作为前驱物,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,运用溶剂热法制备出了橙色碳量子点。实验结果显示碳量子点在540nm波长激发下发橙色荧光,发射峰位于600nm,量子产率为6.32%。其后本文还分别考察了碳量子点的存放时间、金属盐离子、溶液pH对碳量子点荧光强度的影响。存放时间和金属盐离子对橙色荧光碳量子点荧光强度影响较小,而对酸性溶液较为敏感,可用于溶液pH的检测。(3)利用碳量子点同钨酸铋通过水热法结合,制备出了 Bi2W06/CDs复合材料。随后通过荧光发射光谱测试及光催化降解亚甲基蓝实验表明,Bi2W06/CDs复合材料的光催化性能通碳量子点的掺杂量具有一个最优质量比例1:60,当碳量子点掺杂量超过此比例时,Bi2W06/CDs复合材料降解率随之降低。本章对其可能的原因机理进行了探讨。

关键词：碳量子点荧光性质橙色发光荧光薄膜光催化

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