微波水热制备豆粕基碳点结构与发光特性文献综述

 2021-11-01 09:11

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文 献 综 述一、研究背景及意义在人类发展史上,碳元素是人类接触最早、利用最早的基本元素,同时也是组成生命体基本结构单元最重要的元素之一,因此,以碳元素为唯一构成元素的碳材料通常无毒或低毒,进入生命体后不会造成细胞失活反应。

自然界中碳的含量十分丰富,基于其组成的化合物及材料在人类发展史上起着主导的作用,被广泛地应用于生活的各个领域,常见碳材料有石墨、煤炭、金刚石等,而新型碳材料包括富勒烯1,2、碳纳米管3,4,5、石墨烯6,7,8等,其中有一类称为碳纳米材料。

由于碳材料对生命体普遍是无毒或低毒的,纳米材料同时又表现出宏观尺寸材料不具备的优越性能,因此在化学、物理和材料学等领域9,科学家们将更多的目光聚焦到碳纳米材料的研究上。

而碳量子点作为一种新型的碳纳米材料,更是受到广泛关注。

碳量子点又称碳点,是一种粒径小于10nm、表面富含多种官能团且具有荧光性能的碳纳米颗粒10,因其独特的光电特性和潜在的应用价值被广泛地应用到许多领域,如催化,检测、生物成像以及光电器件等。

自然界中碳的来源多种多样,本次实验采用豆粕来制备基碳点,豆粕是大豆提取豆油后获得的副产品,我国是豆粕的生产大国,其产量巨大、简单易得,因此我们选择用它来制备碳量子点。

目前制备碳点的方法有很多种,但它们都存在许多缺陷、不足,例如合成过程复杂繁琐、碳点产率较低、反应时间长、在制备过程中需要较贵的前驱体、合成条件比较苛刻等,这些都限制了碳量子点的实际应用,而且许多制备工艺中往往涉及到强酸或强碱处理,从而增加复杂繁琐的提纯过程,这更不利于碳量子点的研究和应用。

基于以上的这些问题,所以人们迫切希望寻找一种操作简单、反应迅速、绿色无污染的制备方法。

对此我们采用了微波法与水热法相结合的方法,并对碳量子点的结构及发光特性展开研究,为今后碳量子点及其复合材料的制备和应用奠定基础。

二、研究现状2.1碳量子点的合成工艺碳量子点具有以下优势及特性:荧光稳定性好、生物相容性强、毒性低、粒径小、耐光漂白、发射波长可调控、上转换荧光性质等。

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