碳量子点的制备及其在光催化中的应用

发布时间：2025-05-20 05:45

　　碳量子点（carbon quantum dots,CQDs）,作为一种新型零维碳纳米材料,由于其独特的光致发光（PL）性质、良好的光诱导电荷转移性质、高化学稳定性、良好亲水性、低毒性、良好生物相容性、高耐光性,这些优点使CQDs在光催化、药物转移、光电子器件、生物成像、离子检测等领域展现了巨大的应用前景,近年来引起了人们的广泛关注。本文采用简单的化学氧化法。以活性炭为碳源,稀硝酸（HNO₃）为氧化剂和腐蚀剂,制备了CQDs。利用XRD、TEM、SAED、Raman、FTIR、XPS等分析手段,对制备CQDs的结构进行了表征。结果表明,所制备的CQDs为非晶态、球形、完全分散无团聚、颗粒尺寸分布1.5-4.1 nm、平均颗粒尺寸2.7 nm,其表面丰富的含氧官能团赋予了CQDs良好的亲水性。同时,对制备CQDs的PL性质进行了研究,结果表明,CQDs具有上转换PL性质和稳定、pH敏感、激发波长依赖的下转换PL性质。采用简单的化学浸渍法,将CQDs和SrTiO₃纳米颗粒进行复合,制备出了一种新的光催化剂CQD/Sr TiO₃纳...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 纳米科技与纳米材料
        1.1.1 纳米材料的特性
        1.1.2 纳米材料的应用
    1.2 碳纳米材料的概述
    1.3 Carbon quantum dots的制备方法
        1.3.1 自上而下的制备方法
        1.3.2 自下而上的制备方法
    1.4 Carbon quantum dots的结构和性质
        1.4.1 Carbon quantum dots的结构
        1.4.2 Carbon quantum dots的性质
    1.5 Carbon quantum dots的应用
        1.5.1 光催化
        1.5.2 光电子器件
        1.5.3 生物成像
        1.5.4 化学传感
    1.6 本文的选题依据和研究内容
        1.6.1 选题依据
        1.6.2 研究内容
    参考文献
第二章 碳纳米材料的表征方法
    2.1 X射线衍射(XRD)
    2.2 拉曼光谱(Raman)
    2.3 透射电子显微镜(TEM)
    2.4 傅里叶变换红外光谱(FTIR)
    2.5 X射线光电子能谱(XPS)
    2.6 扫描电子显微镜(SEM)
    2.7 紫外可见吸收光谱/漫反射光谱(UV-vis DRS)
    2.8 光致发光(PL)
    参考文献
第三章 Carbon quantum dots的制备﹑表征及PL性能研究
    3.1 概述
    3.2 试剂与仪器
    3.3 Carbon quantum dots的制备
    3.4 不同硝酸浓度对Carbon quantum dots颗粒的影响
    3.5 Carbon quantum dots的表征和分析
        3.5.1 TEM表征
        3.5.2 XRD和Raman表征
        3.5.3 XPS和FTIR表征
    3.6 所制备Carbon quantum dots的PL性能研究
        3.6.1 下转换PL性能研究
        3.6.2 下转换PL稳定性和上转换PL性能研究
    3.7 本章小结
    参考文献
第四章 Carbon quantum dots在光催化中的应用
    4.1 概述
    4.2 试剂与仪器
    4.3 SrTiO₃和Carbon quantum dot/SrTiO₃纳米复合材料的制备
    4.4 SrTiO₃和Carbon quantum dot/SrTiO₃纳米复合材料的表征
        4.4.1 XRD和TEM表征
        4.4.2 XPS和FTIR表征
        4.4.3 EDS和SEM mapping表征
    4.5 SrTiO₃和Carbon quantum dot/SrTiO₃纳米复合材料光催性能研究
        4.5.1 光学性质研究
        4.5.2 光催化性能测试
        4.5.3 光催化性能结果分析
    4.6 光催化机理的探究
    4.7 本章小结
    参考文献
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
在学期间的研究成果
致谢



本文编号：4046941