氮摻雜碳量子點(diǎn)/SiO2復(fù)合納米材料的制備PAGE6目錄第一章緒論 11.1碳量子點(diǎn)介紹 11.2碳量子點(diǎn)的制備方法 11.2.1激光銷蝕法 11.2.2電化學(xué)合成法 11.2.3強(qiáng)酸氧化法 11.2.4水熱分解法 21.2.5燃燒法 21.3氮摻雜碳量子點(diǎn)/二氧化硅復(fù)合材料的制備，性質(zhì)與應(yīng)用 21.4碳量子點(diǎn)及其復(fù)合材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用 31.4.1靈敏傳感化學(xué)分析 31.4.2光催化作用 31.4.3生物成像 31.5本論文的研究意義及主要工作 3第二章實(shí)驗(yàn)部分 42.1試劑與儀器 42.2實(shí)驗(yàn)過程 42.2.1氮摻雜碳量子點(diǎn)的制備 42.2.2納米二氧化硅與碳量子點(diǎn)復(fù)合材料的制備 42.2.3對比試驗(yàn) 4第三章實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 63.1碳量子點(diǎn)復(fù)合材料的形貌表征 63.1.1碳量子點(diǎn)的TEM及粒度分布 63.1.2CDs@SBA-15紅外光譜圖分析 83.1.3CDs@SBA-15紫外吸收光譜分析 93.2CDs@SBA-15光學(xué)性質(zhì)分析 103.2.1CDs@SBA-15熒光分析 103.3CDs@SBA-15磷光光學(xué)性質(zhì)分析 113.4瞬態(tài)室溫磷光壽命 12第四章結(jié)論與展望 12參考文獻(xiàn) 13致謝 15氮摻雜碳量子點(diǎn)/SiO2復(fù)合納米材料的制備摘要:碳點(diǎn)作為一種新型發(fā)光材料，其因?yàn)閮?yōu)異的光學(xué)性質(zhì)，良好的生物相容性，低廉的制造成本以及較低的毒性而具有良好的應(yīng)用前景。為了研究碳點(diǎn)復(fù)合納米材料的性質(zhì)，本文先用三聚氰胺和L-胱氨酸為原料通過水熱法合成碳點(diǎn)，并且以SBA-15碳納米材料為前體與碳量子點(diǎn)復(fù)合成碳點(diǎn)基復(fù)合納米材料CDs@SBA-15。此種材料因其表面各種化學(xué)鍵以及特殊結(jié)構(gòu)，使其能夠有效減少振動及與氧氣接觸而造成的能量損失，從而使得其能夠產(chǎn)生壽命較長的室溫磷光。這種復(fù)合材料的合成對于新型室溫磷光材料的發(fā)展具有一定的推進(jìn)作用。關(guān)鍵詞：碳量子點(diǎn)；碳納米材料；磷光壽命；激發(fā)波長依賴Abstract:carbonpoint,asanewluminescentmaterial,hasagoodapplicationprospectbecauseofitsadjustableopticalrange,non-toxicity,easyfunctionalization,goodopticalstabilityandgoodbiocompatibility.Inordertostudythepropertiesofcarbonpointcompositenanomaterials,carbonpointsweresynthesizedbyhydrothermalmethodusingmelamineandL-cysteineasrawmaterialsinthispaper.Moreover,SBA-15carbonnanomaterialswereusedasprecursorsandcarbonquantumdotswerecombinedtoformcarbonpointmatrixcompositenanomaterials.Becauseofthevariouschemicalbondsandspecialstructuresonitssurface,thismaterialcaneffectivelyreducetheenergylosscausedbyvibrationandcontactwithoxygen,thusenablingittoproducelong-livedroomtemperaturephosphorescence.Thesynthesisofthiscompositematerialcanpromotethedevelopmentofnewroomtemperaturephosphorescentmaterials.Keywords:carbonquantumdots;Carbonnanomaterials;Phosphorescentlifetime;Excitationwavelengthdependence.第一章緒論1.1碳量子點(diǎn)介紹2004年，Xu等的團(tuán)隊通過純化電弧放電制單壁碳納米管時意外發(fā)現(xiàn)了一種新型的熒光材料——碳量子點(diǎn)，簡稱CDs[1]。碳量子點(diǎn)是一種具有準(zhǔn)球形結(jié)構(gòu)的新型碳納米顆粒，其優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)，良好的生物相容性，低廉的制造成本以及較低的毒性，使其在生物化學(xué)分析，光催化，電子元件，光學(xué)成像等領(lǐng)域都表現(xiàn)出重要的應(yīng)用前景。1.2碳量子點(diǎn)的制備方法1.2.1自上而下的合成路線碳點(diǎn)的合成方法主要分為自上而下和自下而上兩大類。自上而下合成法是指將大尺寸的碳源通過物理或者化學(xué)的方法剝離出尺寸很小的碳量子點(diǎn)[2]。2006年，Sun的團(tuán)隊[3]首次通過激光燒蝕碳靶的方法的到碳點(diǎn)，在75kPa，900°C的條件下，以氬氣和水蒸氣為載體，用激光光束燒蝕碳靶制得碳粉。碳粉再經(jīng)過硝酸溶液回流氧化，與胺基聚乙二醇混合于120℃共熱72h后，高速離心制得粒徑為5nm左右的鈍化CDs。2009年，Zheng等[4]在中性磷酸緩沖液中以石墨為工作電極，利用三電極體系制備出了粒徑為2nm左右的CDs，這種碳點(diǎn)呈現(xiàn)單分散球狀結(jié)構(gòu)，可發(fā)出藍(lán)色熒光。1.2.2自下而上的合成路線自下而上合成法則是利用分子或者離子狀態(tài)等尺寸很小的碳材料合成出碳量子點(diǎn)。例如強(qiáng)酸氧化法[5]，通過氧化性強(qiáng)酸處理碳材料，將其分解為碳納米材料。然后在其表面引入羥基，羧基等親水基團(tuán)，得到了一種水溶性及熒光行都得到明顯改善的新CDs。2010年，Dong等[6]便以活性炭為原料，利用此方法制得了粒徑為3nm左右，具有明顯電化學(xué)特性的氧化CDs。2010年，Zhang等[7]首次利用水熱法制得CDs，他的團(tuán)隊以抗壞血酸為碳源，水為溶劑，混合于聚四氟乙烯反應(yīng)釜中反應(yīng)四小時。利用水熱法制碳點(diǎn)方法簡單易控，可用于大規(guī)模生產(chǎn)碳點(diǎn)。燃燒法也是自下而上合成法中的一種，Liu[8]等通過將鋁片放置于蠟燭上燃燒并且收集產(chǎn)生的氧化物灰塵。將氧化物放入濃硝酸中加熱回流獲得，冷卻至室溫后再通過調(diào)節(jié)pH，透析等過程獲得CDs。1.3氮摻雜碳量子點(diǎn)/二氧化硅復(fù)合材料的制備，性質(zhì)與應(yīng)用隨著對碳量子點(diǎn)的研究，人們發(fā)現(xiàn)在可以通過摻雜各種不同的元素來調(diào)節(jié)碳量子點(diǎn)的熒光性質(zhì)。由于金屬元素本身帶有一定的毒性，不適合在制備碳量子點(diǎn)的過程中摻入。所以非金屬元素就成了人們重要的研究對象。而氮元素是目前使用最為廣泛的一種非金屬元素[9]。氮摻雜碳量子點(diǎn)能展現(xiàn)出十分優(yōu)異的光學(xué)性質(zhì)，但是其仍然存在著些許缺陷。如量子點(diǎn)的熒光對于其表面的狀態(tài)十分敏感；在極端化學(xué)環(huán)境中，膠體溶劑的不穩(wěn)定性等。所以，沉積一層可阻止量子點(diǎn)表面損壞的外殼是解決上述問題非常有效的方法。[10]二氧化硅是一種非常常見的表面包覆惰性材料，和其他材料相比較，二氧化硅有以下幾個有點(diǎn):一二氧化硅沒有毒性，且易被功能性基團(tuán)修飾，使其可以與生物分子想連接。第二，在水溶液或非水溶液中，二氧化硅都有十分良好的屏蔽作用。第三，在參與實(shí)驗(yàn)的各個階段中，由于二氧化硅具有高密度性，二氧化硅納米粒子很容易被離心分離[11]。如今氮摻雜碳量子點(diǎn)/二氧化硅復(fù)合材料已經(jīng)在很多領(lǐng)域。[12]比如在鋰電池領(lǐng)域的應(yīng)用，傳統(tǒng)的鋰電池負(fù)極材料是石墨，石墨的比容量遠(yuǎn)小于二氧化硅，且二氧化硅在地殼中的儲量十分豐富，遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于石墨。因此這種復(fù)合材料是鋰電池負(fù)極材料的良好替代品。但是二氧化硅的導(dǎo)電性能較差，在電流循環(huán)過程中極易發(fā)生膨脹破壞，而碳點(diǎn)/二氧化硅復(fù)合材料的出現(xiàn)使這個問題得到了解決。用水熱法-垂直沉積法，煅燒法-垂直沉積法以及共組裝-垂直沉積法基于二氧化硅可以制備出碳點(diǎn)的熒光光子晶體薄膜，這種材料可以做光子晶體濾波器。由于光子晶體是用對光波無損耗的介質(zhì)材料制成的，通過光子晶體濾波器的光波損耗非常少，光子晶體具有很好的濾波性能，可以用于傳感器[13]。宋延林等人的團(tuán)隊[14]將光子晶體引入DNA的檢測中，提高檢測精度上百倍，檢測限達(dá)到13.5fM。這種引入光子晶體檢測DNA的方法對于實(shí)現(xiàn)某些疾病的早期診斷具有重大意義。1.4碳量子點(diǎn)及其復(fù)合材料的研究進(jìn)展及應(yīng)用1.4.1靈敏傳感化學(xué)分析 2010年，Pan的團(tuán)隊通過熱分解EDTA二鈉鹽所得的碳量子點(diǎn)的吸收和熒光強(qiáng)度對于pH值的變化十分敏感[15]。當(dāng)pH值從1到13時，熒光峰的位置及其對應(yīng)的吸收峰會隨著pH值的增大而逐漸藍(lán)移，當(dāng)pH由13到1時，熒光峰及吸收峰又會逐漸返回原位置。這種碳點(diǎn)在物質(zhì)的定性定量分析之中能夠起到巨大的作用。1.4.2光催化作用有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，部分碳點(diǎn)復(fù)合材料對污染物有良好的光催化降解作用。2010年，Kang等研究出了二氧化鈦/碳點(diǎn)復(fù)合材料和二氧化硅/碳點(diǎn)復(fù)合材料[16]。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這兩種復(fù)合材料都可以通過光催化有效提升亞甲基藍(lán)的降解速度。除了降解污染物之外，研究者發(fā)現(xiàn)碳點(diǎn)復(fù)合材料還能夠應(yīng)用于水解析氫，2011年，Sun[17]等研究出了金或鉑/碳量子點(diǎn)復(fù)合物，并將其用于光解水制氫以及二氧化硅轉(zhuǎn)化為烴類有機(jī)物的研究。1.4.3生物成像碳量子點(diǎn)的低毒性，良好的生物相容性使得碳點(diǎn)復(fù)合材料在生物成像領(lǐng)域的應(yīng)用前景也十分重要。Yang等以阿司匹林和聯(lián)氨為反應(yīng)物，合成了阿司匹林功能化碳量子點(diǎn)[18]。該碳量子點(diǎn)不僅具有碳點(diǎn)的藍(lán)色熒光發(fā)射，還具有消炎的作用。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明，該碳量子點(diǎn)較阿司匹林相比，其消炎效果更加優(yōu)異。1.5本論文的研究意義及主要工作綜上所述，碳量子點(diǎn)因其制備簡單，原料豐富，良好的光學(xué)性質(zhì)而深受各領(lǐng)域研究者們的追捧。然而在研究過程中，人們發(fā)現(xiàn)碳點(diǎn)及碳點(diǎn)復(fù)合材料仍然存在著許多缺陷：例如碳點(diǎn)室溫磷光壽命較短，且在溶液中不易出現(xiàn)。由此可見，碳基復(fù)合材料的長壽命室溫磷光材料的研究還處于初步階段，發(fā)現(xiàn)新型結(jié)構(gòu)碳點(diǎn)及組分的碳基復(fù)合材料仍然十分重要。本課題的開展主要為了研究碳點(diǎn)的制備條件對碳點(diǎn)形貌及光學(xué)性能的影響，氮摻雜碳點(diǎn)微觀形貌、組成及發(fā)光中心歸屬以及氮摻雜碳點(diǎn)/二氧化硅復(fù)合材料的余輝特性。研究的關(guān)鍵問題是分析復(fù)合體系組成、微結(jié)構(gòu)及其對余輝性能的影響規(guī)律。第二章實(shí)驗(yàn)部分2.1試劑與儀器實(shí)驗(yàn)中使用的試劑如表2-1試劑名稱廠家三聚氰胺(C3H6N6)薩恩化學(xué)技術(shù)(技術(shù))有限公司L-胱氨酸(C6H12N2O4S2)薩恩化學(xué)技術(shù)(技術(shù))有限公司單分散介孔納米二氧化硅微球星狀南京先鋒納米材料科技有限公司納米二氧化硅溶膠(酸性)(SiO2)南京先鋒納米材料科技有限公司納米二氧化硅溶膠(堿性)(SiO2)南京先鋒納米材料科技有限公司SBA-15納米二氧化硅分子篩南京先鋒納米材料科技有限公司實(shí)驗(yàn)中使用的儀器如表2-2實(shí)驗(yàn)儀器名稱儀器型號生產(chǎn)廠家場發(fā)射透射電子顯微鏡JEM-2100F日本電子JEOL公司X射線光電子能譜儀ESCALAB250美國Thermo公司紫外可見光光度計UV-2450日本島津公司熒光分光光度計FL-TCSPC法國JobinYvon公司傅里葉紅外光譜儀NEXUF-670美國Nicolet公司2.2實(shí)驗(yàn)過程2.2.1碳量子點(diǎn)的制備稱取0.9g三聚氰胺和1.1g胱氨酸混合溶于15mL的去離子水之中，放入聚四氟乙烯內(nèi)襯之中。再將磁子放入聚四氟乙烯內(nèi)襯中，蓋好蓋子，將其放在磁力攪拌器上攪拌十分鐘，使得試劑攪拌均勻。攪拌完成之后，將內(nèi)襯放入反應(yīng)釜，并將反應(yīng)釜置于烘箱之中，設(shè)置180℃恒溫反應(yīng)4小時，自然冷卻至室溫。所得溶液以10000r/min離心10分鐘去除大顆粒，取橘色清液，在365nm紫外光作用下呈現(xiàn)出淺綠色熒光。2.2.2納米二氧化硅與碳量子點(diǎn)復(fù)合材料的制備取制得的碳點(diǎn)溶液2mL，加入0.025g的不同形貌的納米二氧化硅混合溶于8mL去離子水之中。在混合溶液中加入磁子然后置于磁力攪拌器上攪拌十分鐘，使得混合均勻。待混勻之后，將聚四氟乙烯內(nèi)襯裝入反應(yīng)釜，將反應(yīng)釜置于恒溫180℃烘箱之中加熱四小時，加熱完成后使其自然冷卻至室溫。所得溶液以10000r/min離心10分鐘后過濾，水洗三次。將濾紙及固體放入小燒杯中，再次放入烘箱，以恒溫70℃烘二十分鐘后取出固體粉末。2.2.3對比試驗(yàn)為了探究溫度，溶液不同濃度以及不同納米二氧化硅前體對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，我們還選取了四組不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了對比:（1）考察不同納米二氧化硅前體對于實(shí)驗(yàn)的影響，我們分別選取了單分散介孔納米二氧化硅，納米二氧化硅溶膠(酸性)(SiO2)，納米二氧化硅溶膠(堿性)(SiO2)不同前體進(jìn)行復(fù)合反應(yīng)。分別取0.025gSBA-15納米二氧化硅分子篩，0.025g單分散介孔二氧化硅，0.225g納米二氧化硅溶膠(酸性)(SiO2)以及0.225g納米二氧化硅溶膠(堿性)(SiO2)放入三組提前裝好2mL碳點(diǎn)溶液以及8mL去離子水的聚四氟乙烯內(nèi)襯之中。加入磁子，在磁力攪拌器上攪拌十分鐘之后將內(nèi)襯裝入反應(yīng)釜。在180℃的烘箱中恒溫加熱四小時，自然冷卻至室溫。冷卻之后將其置于離心機(jī)中以10000r/min離心十分鐘后過濾，取固體干燥。在經(jīng)過研究對比，我們發(fā)現(xiàn)SBA-15納米二氧化硅分子篩更適合作為納米二氧化硅前體，因此我們對其進(jìn)行了更加深入的研究。（2）為了探究溫度對于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，我們用SBA-15納米二氧化硅分子篩為前體與上述相同的實(shí)驗(yàn)步驟分別在180℃和200℃下制備出兩組碳點(diǎn)復(fù)合材料。經(jīng)實(shí)驗(yàn)對比之后發(fā)現(xiàn)，在180℃下制得的復(fù)合材料光學(xué)性能更加優(yōu)異，更適合本實(shí)驗(yàn)的研究。因此，我們對其進(jìn)行了進(jìn)一步的濃度研究。（3）取4mL碳點(diǎn)溶液，6mL去離子水，0.025gSBA-15納米二氧化硅分子篩以及2mL碳點(diǎn)溶液，8mL去離子水，0.025gSBA-15納米二氧化硅分子篩分別裝入兩個聚四氟乙烯內(nèi)襯之中。將磁子裝入內(nèi)襯，將其置于磁力攪拌器上攪拌十分鐘。攪拌完成后加入恒溫180℃的烘箱之中加熱4h，自然冷卻，將制得復(fù)合材料放入離心機(jī)中以10000r/min離心10min，取固體烘干。在對比之后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳點(diǎn)溶液與去離子水以1：4的比例的混合溶液與SBA-15納米二氧化硅分子篩制成的復(fù)合材料光學(xué)性質(zhì)更好。第三章實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析3.1CDs的形貌表征3.1.1CDs的TEM圖像分析及粒度分布圖1CDs的TEM圖像(左圖)，粒度分布(右圖)圖1（左）為碳量子點(diǎn)的TEM圖像。從圖中可以看出，該碳量子點(diǎn)的形貌呈現(xiàn)出圓球狀，顆粒分布均勻。圖1(右)是該碳量子點(diǎn)TEM圖像的粒度分布圖。從中可以發(fā)現(xiàn)，其尺寸分布范圍主要在12-20nm之間，平均粒徑為14.77nm。3.1.2CDs的XPS分析圖2CDs的XPS圖譜圖3CDs的C1s(A)、N1s(B)、O1s(C)、S2p(D)光譜圖從圖2中可以清晰的看出C1s、N1s、O1s、S2p四個峰，峰的位置分別位于284eV、399eV、531eV、163eV。各個元素所占含量分別是C(52.9%)、N(17.87%)、O(20.95%)、及少量的S(8.28%)。由此可見，C，N，O，S四種元素均成功摻入CDs之中。圖3(A)高分辨率C1s的XPS譜圖，該圖由三條曲線擬合而成，其峰位對應(yīng)284.65eV，286.05eV，288eV。他們分別歸屬于C-C/C=C，C-N/C=O，C=N/C=O鍵。從圖3(B)高分辨率N1s的XPS譜圖中可以發(fā)現(xiàn)該曲線是由峰值分別為399.5eV，400.7eV，402eV的三條曲線構(gòu)成的，他們分別歸屬于C-N，N-H，N=O鍵。而圖3(C)高分辨率O1s譜圖中只有兩個峰，其分別位于531.2eV，532.7eV。這兩個峰分別歸屬于C=O、C-OH/C-O-C鍵。在圖3(D)高分辨率S2p圖譜則出現(xiàn)了四個峰，他們分別位于163.1eV，164.15eV，164.7eV，167.7eV。他們分別歸屬于C-S，N-S，S-S，S=O鍵。從中可以看出該復(fù)合物表面存在大量羥基，羧基等含氧基團(tuán)。3.1.3CDs紅外光譜圖分析圖4CDs紅外光譜圖CDs的紅外光譜圖顯示，1655.23cm-1形成的峰可能是由于C=O的伸縮振動形成的，在1550.39cm-1可能是因?yàn)镃=C鍵的伸縮振動產(chǎn)生了峰值，在1398.29cm-1峰的形成歸屬于C-N的彎曲振動。3131.33cm-1到3464.21cm-1之間的峰歸屬于O-H鍵和N-H鍵的伸縮振動，而波數(shù)較低的580.12cm-1和617.12cm-1則歸屬于C-S鍵的伸縮振動。此結(jié)果與XPS光譜圖得出的結(jié)果一致。3.1.4CDs@SBA-15的TEM圖像分析圖5CDs@SBA-15的TEM圖像(左圖)，粒度分布(右圖)從圖5（左）種可以看出，CDs@SBA-15的外貌呈球狀，內(nèi)部有大量的孔洞。顆粒分布較為集中。從圖5（右）中可以發(fā)現(xiàn)，CDs@SBA-15的粒徑大小主要分布在33-53nm的范圍內(nèi)，平均粒徑為39.66nm。3.2CDs@SBA-15光學(xué)性質(zhì)分析3.2.1CDs@SBA-15紫外吸收光譜分析圖6CDs和CDs@SBA-15紫外可見吸收光譜圖從圖6中可以發(fā)現(xiàn)，在碳點(diǎn)溶液未與SBA-15納米二氧化硅分子篩進(jìn)行復(fù)合反應(yīng)時，碳點(diǎn)有兩個紫外可見吸收峰，分別在233nm和270nm處左右。在233nm左右處紫外可見吸收峰的出現(xiàn)歸因于碳核中由sp2雜化的C=C鍵π-π*躍遷吸收。在270nm左右處的吸收峰歸因于碳核之外存在這C=O鍵及C=N鍵發(fā)生n-π*躍遷吸收。在引入SBA-15分子篩之后，296nm左右處出現(xiàn)了一個較寬的新的紫外可見吸收峰。這說明了碳量子點(diǎn)與SBA-15分子篩成功發(fā)生了復(fù)合反應(yīng)，生成了新的復(fù)合物，拓寬了吸收峰。3.2.2CDs@SBA-15熒光分析圖7CDs@SBA-15熒光光譜圖由圖7可以發(fā)現(xiàn)在激發(fā)波長從300nm到400nm時，制得的碳點(diǎn)納米復(fù)合材料的熒光強(qiáng)度也呈先增大后減小的趨勢不斷的改變。發(fā)射波長也因激發(fā)波長的增大而逐漸發(fā)生藍(lán)移。這一現(xiàn)象說明該種碳點(diǎn)納米復(fù)合材料也存在著波長依賴性，其發(fā)射波長會隨著激發(fā)波長的改變而改變。其中當(dāng)激發(fā)波長為340nm時，該種復(fù)合材料的熒光強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)，發(fā)射波長為403nm。因此，該材料的最佳激發(fā)波長和反射波長分別為340nm和403nm。3.3.3CDs@SBA-15磷光分析圖8CDs及CDs@SBA-15磷光光譜圖圖8為碳量子點(diǎn)二氧化硅復(fù)合材料的磷光光譜圖，320nmCDs所代表的曲線是CDs在320nm波長激發(fā)下的磷光譜圖曲線，與SBA-15納米二氧化硅分子篩復(fù)合而成的CDs@SBA-15的磷光譜圖曲線對比說明了碳點(diǎn)嵌入成功，形成了新的化學(xué)鍵，使得碳點(diǎn)由于振動以及在空氣中與氧氣接觸而造成的能量損失減少，從而使其能夠產(chǎn)生室溫磷光。此圖也反映出了該種復(fù)合材料具有波長依賴性，隨著激發(fā)波長從260nm增大到330nm，發(fā)射波長的位置逐漸藍(lán)移，磷光強(qiáng)度呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，在270nm處出現(xiàn)最高峰，對應(yīng)的發(fā)射波長為495nm。因此該材料的最佳發(fā)射激發(fā)波長為270nm，最佳發(fā)射波長為495nm。這與紫外吸收光譜圖中所得到的結(jié)果相對應(yīng)。碳量子點(diǎn)二氧化硅納米復(fù)合材料在270nm激發(fā)波長下吸收了較多的能量，使其能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的室溫磷光。圖9碳點(diǎn)二氧化硅復(fù)合材料的磷光壽命衰減圖該材料在365nm紫外燈照射下呈現(xiàn)藍(lán)色熒光，關(guān)閉紫外燈之后，還會發(fā)出淺綠色的室溫磷光，持續(xù)10秒。這是明顯的室溫磷光現(xiàn)象。因此我們對其室溫磷光的壽命又進(jìn)行了進(jìn)一步研究。從圖9種可以發(fā)現(xiàn)，CDs@SBA-15的室溫磷光壽命呈雙指數(shù)衰減，磷光壽命可達(dá)209ms。Jiang等利用水熱法合成的具有雙發(fā)射聚和集誘導(dǎo)RTP特性的CDs—TA-CDs[19]，此CDs的磷光壽命可達(dá)183.6ms。而我們制得的CDs@SBA-15碳點(diǎn)納米復(fù)合材料就室溫磷光壽命而言已經(jīng)可以與之媲美。第四章結(jié)論與展望綜上所述，本課題利用三聚氰胺與L-胱氨酸在180℃用水熱法制得碳點(diǎn)，然后以SBA-15納米二氧化硅分子篩為基體，將碳點(diǎn)與之復(fù)合制得了一種碳基復(fù)合材料CDs@SBA-15。該材料形貌顆粒分布均勻，有著優(yōu)異的光學(xué)性能。在365nm的紫外等下能夠呈現(xiàn)出藍(lán)色熒光，燈光消失之后還能發(fā)出長達(dá)二十秒左右的淺綠色余輝。此材料的特性又推進(jìn)了碳點(diǎn)在防偽和信息加密方面的應(yīng)用。而關(guān)于CDs@SBA-15的進(jìn)一步應(yīng)用，如光電子設(shè)備以及生物醫(yī)學(xué)，仍然需要我們對其進(jìn)行進(jìn)一步的研究。參考文獻(xiàn)[1]XuX，ＲayＲ，GuY，etal．ElectrophoreticAnalysisandPurificationofFluorescentSingle-WalledCarbonNanotubeFragments[J].JAmChemSoc,2004,126(40):12736-12737．[2]傅鵬，周麗華，唐連鳳，蔡茜茜，袁勇.碳量子點(diǎn)的制備及其在能源與環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用進(jìn)展[D],廣州，廣東工業(yè)大學(xué)，2016.[3]SunY,ZhouB,LinY,etal.Quantum-SizedCarbonDotsforBrightandColorfulPhotoluminescence[J].JAmChemSoc,2006,128(24):7756-7757．[4]ZhengL,ChiY,DongY,etal.ElectrochemiluminescenceofWater-SolubleCarbonNanocrystalsＲeleasedElectrochemicallyfromGraphite[J].JAmChemSoc,2009,131(13):4564-4565．[5]LiuH,YeT,MaoCetal.FluorescentCarbonNanoparticlesDerivedfromCandleSoot[J].AngewChemIntEd,2007,119(34):6593-6595．[6]DongY,ZhouN,LinX,etal.ExtractionofElectrochemiluminescentOxidizedCarbonQuantumDotsfromActivatedCarbon[J].ChemMater,2010,22:5895-5899．[7]SahuS,BeheraB,MaitiTK,etal.Simpleone-stepsynthesisofhighlyfromorangejuice:applicationasexcellentbioimagingagents[J].Chemical48(70):8835-8837.luminescentDotsCommunications,2012,[8]LiuHP,YeT,MaoCD,etal.FluorescentCarbonNanoparriclesDerivedfromCandleSoot.Angew.Chem.Int.Ed.,2007,46:06473-6475.[9]劉瑤.異質(zhì)元素?fù)诫s碳量子點(diǎn)的制備、機(jī)理及在檢測中的應(yīng)用[J].北京.中國石油大學(xué).2017.[10]Yang,Y.Jing,L.Yu,X,etal.CoatingAqueousQuantumDotswithSilicaviaReverseMicroemulsionMethod:TowardsSize-controllableandRobustFluorescentNanoarticles.Chem.Mater.2007,19:4123.[11]王超..水溶性量子點(diǎn)及量子/二氧化硅納米粒子的合成及應(yīng)用[D].吉林.吉林大學(xué).2010.[12]毛金翔.氮摻雜碳/二氧化硅復(fù)合材料制備及儲鋰性能研究[D].江蘇.中國礦業(yè)大學(xué).2019.[13]戴廣超.基于二氧化娃膠體/碳點(diǎn)的熒光光子晶體薄膜的制備及性能研究[D].湖北.湖北大學(xué).2017.[14]WinnJN,FinkY,FanS,etal.Omnidirectionalreflectionfromaone-dimensionalphotoniccrystal[J].Op