1. 研究目的与意义
荧光是指物质经过某种波长的入射光照射,吸收光能后进入激发态,并且立即退激发而发出出射光,且一旦停止光照,出射光立即消失的现象。
具备这种发光能力的材料称为荧光材料。
当把荧光材料打入细胞内,用365nm的光照射它,可以发出一定波长的光,不进行照射则不会发光。
2. 课题关键问题和重难点
碳点的发光来源、荧光机制还处在不断探索过程中。碳点发光来源于表面态,尺寸效应,缺陷发光等多种理论,多数只适用于单一条件下合成的碳点,而当合成方法改变,该机理将失去适用性。因而,碳点的发光机理研究仍需要不断地深入探讨。越来越多的研究人员专注其机理探索,但是进展缓慢。这一方面是由于合成碳点的均一性差,且结构不确定。另一方面,制备尺寸均一、且高质量的碳点一直以来都缺乏有效的方案。
碳点在荧光传感方面有很广泛的应用,但是,其容易受到氧化性羟自由基(-OH)干扰,进而限制其在传感方面的广泛应用。这主要是由于-OH可以破坏石墨烯量子点的发光位点,而-OH广泛存在于水、大气等周围环境中,几乎无可避免。因此,消除-OH干扰有利于碳点在荧光传感领域的推广应用。
并且荧光材料的结构和性能之间有什么联系,荧光强度有可能强,有可能弱,在不同溶剂下荧光材料有不同晶体结构特征差异,如何对其进行理论解释是一个难点及关键点。
3. 国内外研究现状(文献综述)
1.水滑石的概述
层状双氢氧化物(Layered double hydroxide,LDH)是水滑石和类水滑石化合物的统称,是由带正电荷的金属阳离子主板层和带负电荷的阴离子构成的一种层状粘土化合物,具有易于调节的强度、理化和光电性质,在材料研究领域占有重要的地位。它的典型结构特征是厚度为纳米级的二维层板,纵向有序地重叠排列成三维晶体结构。水滑石具有层间距、层间客体可以调控等优点,同时层间限域空间作为种纳米反应器可以用于制备不同尺寸、形貌的纳米材料[1]。此外,水滑石还可以作为荧光材料的分散基质,利用其空间限城效应,制备新型功能型荧光复合材料。
2. 碳点的制备
4. 研究方案
将硝酸铝、硝酸镁及水按一定比例配得溶液,再将氢氧化钠及水按一定比例配得溶液,再把这两种溶液混合,在一定反应温度下老化(在水热敷里烘)一定时间,然后研磨得到固体粉末,即为荧光材料的前驱体,再加入甲酰胺,首先因为甲酰胺中含有的C、N、O元素是荧光发色团中必不可少的元素;再者,甲酰胺虽然具有200℃以上的高沸点,但是根据甲酰胺可在高温下分解的特性,它能够与水滑石体系中的水分子进行反应,从而生成含有荧光发色基团的物质。在一定的温度下加热一段时间,经离心得到丙酮沉淀,最后表征其荧光性能,将固体小颗粒放入水、乙醇以及甲酰胺这三种溶液下研究不同溶液对水滑石基荧光材料荧光性能有何影响。
甲酰胺和水的反应式:
甲酰胺分解反应式:
5. 工作计划
1.2022年12月4日-2022年12月10日 通过毕设系统完成审题
2.2022年12月11日-2022年12月17日 通过毕设系统完成课题分配
3.2022年12月18日-2022年1月7日 通过毕设系统下达任务书
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