微波法制备纳米碳点反应机制与发光机理

刘金龙 林亮珍 胡锦凤 白明洁 陈良贤 魏俊俊 黑立富 李成明

引用本文: 刘金龙,  林亮珍,  胡锦凤,  白明洁,  陈良贤,  魏俊俊,  黑立富,  李成明. 微波法制备纳米碳点反应机制与发光机理[J]. 物理化学学报, 2018, 34(1): 92-98. doi: 10.3866/PKU.WHXB201706221 shu
Citation:  LIU Jin-Long,  LIN Liang-Zhen,  HU Jin-Feng,  BAI Ming-Jie,  CHEN Liang-Xian,  WEI Jun-Jun,  HEI Li-Fu,  LI Cheng-Ming. Reaction Process and Luminescence Mechanism of Carbon Nanodots Prepared by Microwave Synthesis[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2018, 34(1): 92-98. doi: 10.3866/PKU.WHXB201706221 shu

微波法制备纳米碳点反应机制与发光机理

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51402013)资助项目

摘要: 为探讨微波法制备纳米碳点发光性质的影响规律与本质,采用微波加热法通过控制微波功率、反应时间以及pH值合成了一系列纳米碳点,并利用荧光激发光谱与发射光谱测试对纳米碳点的发光性质进行了表征,结合紫外吸收光谱与傅立叶红外光谱对反应产物官能团变化分析,最终揭示了微波加热过程中葡萄糖向纳米碳点转变的机制与发光机理。结果表明,采用微波法制备纳米碳点,当微波功率为560 W,反应时间为2.5 min时,获得纳米碳点发光性能最佳。当采用波长370 nm紫外光激发时,对应451 nm的蓝光发射强度最高。伴随纳米碳点溶液pH值从酸性变为碱性,纳米碳点最强发光峰的激发光波长由350 nm显著向高波长方向移动,且发光峰强度显著升高。紫外吸收光谱与傅立叶红外光谱显示反应过程中形成了多环芳香族碳氢化合物,表明微波加热过程中是葡萄糖单糖向多糖聚合并最终发生碳化的过程。不同pH值下纳米碳点发光性质的差异,源于对纳米碳点中C=C键与C=O键比例的调整,从而实现对纳米碳点的光学带隙宽度及激子束缚能等的综合调控。

English

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  • 收稿日期:  2017-05-03
  • 修回日期:  2017-06-16
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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