研究目的
研究活性炭石墨化程度对化学氧化法合成碳量子点(CQDs)结构及荧光性能的影响。
研究成果
活性炭的石墨化程度显著影响碳量子点的微观结构和荧光性能。较高的石墨化程度使碳量子点具有更有序的碳结构,并减少荧光自吸收猝灭现象。这些碳量子点无毒,适用于生物成像应用。
研究不足
该研究的局限性在于HNO3/HClO4溶液的氧化能力以及高度石墨化炭的氧化难度。虽然碳量子点的荧光量子产率有所提高,但仍未超过石油焦和石墨烯量子点。
1:实验设计与方法选择:
以HNO3/HClO4为氧化剂,通过化学氧化法对石墨化活性炭进行反应制备碳量子点,研究了石墨化程度对碳量子点性能的影响。
2:样品选择与数据来源:
以商业椰壳活性炭为前驱体,通过在不同温度(1500–2500 °C)下热处理获得不同石墨化程度的样品。
3:实验设备与材料清单:
石墨化炉、微波辐射加热装置、超滤设备、透析设备以及用于表征的各类分析仪器。
4:实验步骤与操作流程:
对活性炭进行热处理,采用微波加热条件下HNO3/HClO4氧化,经中和与纯化后获得碳量子点,并对其微观结构、表面化学性质及光学特性进行表征。
5:数据分析方法:
采用XRD、拉曼光谱、高分辨透射电镜、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、固态13C核磁共振、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱及细胞毒性实验进行分析。
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Rigaku Ultima IV X-ray diffractometer
Ultima IV
Rigaku
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600 DD2
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AXIS UltraDLD
Shimadzu
Used for X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis of the CQDs.
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UV-2450
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MK3
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JEM-2100UHR
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Elementar
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NICOLET 360
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FM-4P-TCSPC
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Ti-E-A1R
Nikon
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