一文了解碳量子点

碳量子点介绍：

碳量子点是一种碳基零维材料。碳量子点具有的光学性质，良好的水溶性、环境友好、原料来源广、成本低、生物相容性好等诸多优点。自从碳量子点被发现以来，人们开发出了许多合成方法，包括电弧放电法、激光销蚀法、电化学合成法、化学氧化法、燃烧法、水热合成法、微波合成法、模板法等。碳量子点的应用，在医学成像技术、环境监测、化学分析、催化剂制备、能源开发等许多的领域都有较好的应用前景。

碳量子点是近年来发展起来的低维碳材料的一个分支。和无机半导体量子点相比,由于其具有原料成本低、制备方法简单、环境友好等特性,近年来受到人们的关注。碳量子点的结构赋予其的物理及化学特性,如上转换发光和激发波长依赖性等。油溶性碳量子点因为在有机溶剂中良好的溶解性,使得其在光电器件领域具有潜在的应用价值。但近年来研究较多的当属水溶性碳量子点,而对于油溶性碳量子点的研究相对较少。本文以单尾链有机小分子为原料,通过简单的加热回流,制备出发蓝色荧光的油溶性碳量子点。通过HR-TEM、荧光光谱、红外、XPS等方法证明了油溶性碳量子点的成功合成,之后,将其应用到荧光墨水中

碳量子点( Carbon Quantum Dots.CQDs)通常指由sp2/sp3碳内核和外层含氧/氮官能团组成，尺す少于10nm单分散球状纳米碳材料。具有相似于传统半导体量子点的性能，又能克服高生物相容性差的缺陷，且来源广泛、易于合成和便于功能化，是传统半导体量子点的理想替代材料广义上光碳量子点可分为3种:石墨烯量子点( graphene quantum dot)、纳米金刚石( nanodiamond)和荧光碳颗粒( carbon dot）

碳量子点结构

碳量子点（Carbon Quantum Dots, CQD）是由分散的类球状碳颗粒组成，尺寸（在10nm 以下），具有荧光性质的新型纳米碳材料。 碳量子点合适的尺寸、低廉的成本和良好的生物兼容性对于生物标记等领域的研究是至关重要的，因此它的出现引起了研究者的关注。

碳基纳米点简称碳点，如图1所示，可分为石墨烯量子点、碳量子点、聚合物点。碳量子点是由分散的类球状颗粒组成，尺寸在10nm以下，具有荧光性质的新型纳米碳材料。2004年，XU等在电泳法制备单壁碳纳米管的纯化过程中制备出一种具有尺寸相关的荧光性质的碳材料。SUN等在2006年通过表面钝化合成了具有增强荧光发射效应的荧光纳米颗粒，并将其命名为碳量子点。此外，WANG等在2011年通过分离蜡烛燃烧的烟灰得到尺寸小于2nm的碳量子点，研究表明该碳量子点是单纯sp2杂化的共轭体系。

碳量子点的主要应用

碳量子点发光稳定、成本低和环境友好性，是一类重要发光二极管材料。如图5为碳量子点在LED中的应用，A）碳量子点夹在LED中作为单一发光层结构，B）为蓝色，青色，品红色，和白色电致致发光（EL）光谱和真正的颜色照片。通过电流密度可以改变发光颜色的，通过改变电子传输层的材料和电极厚度，可以优化纯蓝色和白色的发射，这对LED的发展是有用的。

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齐岳小编ssl  2021.10.25