碳量子点的合成及其在白光材料中应用的研究
发布时间：2020-06-05 12:02
【摘要】：本文分别以甘氨酸与咪唑两种化合物作为碳源,通过自下而上法,合成得到两种新型碳量子点(Carbon dots,CDs):甘氨酸碳量子点(CDs-Gly)与咪唑碳量子点(CDs-Imidazole),并通过傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)、核磁共振光谱(NMR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(PXRD)等表征手段对其纳米结构进行了表征,且利用紫外-可见吸收光谱(UV-Visible Absorption)及荧光光谱(Photoluminescence)等方法研究了其光物理性能;同时,基于白光调制,分别开展了CDs-Gly碳量子点的苯乙烯基功能化得到的键合型高分子基白光材料和CDs-Imidazole碳量子点白光材料的合成。对于CDs-Gly,采用4-氯甲基苯乙烯在碱性条件下对其进行表面修饰,即4-氯甲基苯乙烯与CDs-Gly表面裸露的活性氨基取代反应,先制备得到苯乙烯基功能化的可聚合甘氨酸碳量子点(PCDs-Gly);同时,依托于β-二酮类有机配体2-噻吩甲酰三氟丙酮(HTTA)以及苯乙烯基修饰的第二配体4-VB-FBI(4-VB-FBI=1-(4-vinylbenzyl)-2-(furan-2-yl)-1H-benzo[d]imidazole)与Sm(NO_3)_3·6H_2O以3:1:1的摩尔比在特定条件下的自组装,合成得到苯乙烯基功能化的可聚合的稀土金属离子配合物[Sm(TTA)_3(4-VB-FBI)];并且,利用苯乙烯基功能化的PCDs-Gly与[Sm(TTA)_3(4-VB-FBI)]为共聚合单体,在偶氮二异丁腈(AIBN)的催化作用下与甲基丙烯酸甲酯(MMA)发生自由基共聚合,得到以PMMA为基质的键合型高分子基杂化材料Poly(MMA-co-(PCDs-Gly)-co-[Sm(TTA)_3(4-VB-FBI)])。同时,基于PCDs-Gly绿蓝光与[Sm(TTA)_3(4-VB-FBI)]橙光的二原色复合以实现了键合型高分子基杂化材料Poly(MMA-co-(PCDs-Gly)-co-[Sm(TTA)_3(4-VB-FBI)])的白光调制。对于CDs-Imidazole,分别通过其在不同有机溶剂(如氯仿、四氢呋喃、丙酮等)的紫外-可见(UV-vis)光吸收及光致发光行为的差异,并结合激发波长的调节,直接实现了CDs-Imidazole溶液在365 nm紫外灯下的白光调制。
【图文】：
AFM topography image (Left) and diameter distribution (right) of CDs maet al子点的研究现状子点的合成方法碳量子点时，用于提供碳原子的原料称为碳源，，目前已有研究中可多，如柠檬酸[13]、氨基酸[14, 15]、聚乙二醇[16]、煤炭[17]、石墨粉[18]，蔗甚至连苹果汁[21]、大蒜[22]、头发[23]都可以用作碳源。成碳量子点的工艺方法通常被认为有两条路线——自上而下法与上而下法是从较大的骨架，如煤、石墨、碳纳米管等上剥落纳米级的上法则是使用有机小分子，使其发生脱水碳化聚集成纳米球。具体光放电法[10]、激光销蚀法[25-27]、电化学法[28-33]、微波法[34-37]、燃烧热法[41-43]、热分解法[44-47]等，如图 1.2 所示。
图 1.1 Xu 等人首次发现的碳量子点的原子力显微镜图像与粒AFM topography image (Left) and diameter distribution (rightet al点的研究现状点的合成方法量子点时，用于提供碳原子的原料称为碳源，目前已有，如柠檬酸[13]、氨基酸[14, 15]、聚乙二醇[16]、煤炭[17]、石至连苹果汁[21]、大蒜[22]、头发[23]都可以用作碳源。碳量子点的工艺方法通常被认为有两条路线——自上而下法是从较大的骨架，如煤、石墨、碳纳米管等上剥落法则是使用有机小分子，使其发生脱水碳化聚集成纳米[10][25-27][28-33][3
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1;TQ422
本文编号：2698021
【图文】：
AFM topography image (Left) and diameter distribution (right) of CDs maet al子点的研究现状子点的合成方法碳量子点时，用于提供碳原子的原料称为碳源，，目前已有研究中可多，如柠檬酸[13]、氨基酸[14, 15]、聚乙二醇[16]、煤炭[17]、石墨粉[18]，蔗甚至连苹果汁[21]、大蒜[22]、头发[23]都可以用作碳源。成碳量子点的工艺方法通常被认为有两条路线——自上而下法与上而下法是从较大的骨架，如煤、石墨、碳纳米管等上剥落纳米级的上法则是使用有机小分子，使其发生脱水碳化聚集成纳米球。具体光放电法[10]、激光销蚀法[25-27]、电化学法[28-33]、微波法[34-37]、燃烧热法[41-43]、热分解法[44-47]等，如图 1.2 所示。
图 1.1 Xu 等人首次发现的碳量子点的原子力显微镜图像与粒AFM topography image (Left) and diameter distribution (rightet al点的研究现状点的合成方法量子点时，用于提供碳原子的原料称为碳源，目前已有，如柠檬酸[13]、氨基酸[14, 15]、聚乙二醇[16]、煤炭[17]、石至连苹果汁[21]、大蒜[22]、头发[23]都可以用作碳源。碳量子点的工艺方法通常被认为有两条路线——自上而下法是从较大的骨架，如煤、石墨、碳纳米管等上剥落法则是使用有机小分子，使其发生脱水碳化聚集成纳米[10][25-27][28-33][3
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1;TQ422
【参考文献】
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1 王珊珊;米渭清;朱红;王芳辉;;一步微波法合成碳点及其荧光性质研究[J];光谱学与光谱分析;2012年10期
本文编号：2698021
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