碳量子點的微波合成法介紹

前言

       碳量子點是熒光碳納米材料中最重要的一種，也稱為碳點、碳納米點、碳納米晶，是尺寸大小在10nm以下的，單分散的，幾何形狀近乎準球型的一種新興的碳納米功能材料。相對于傳統的半導體量子點和有機染料(制備方法繁瑣，價格昂貴，環(huán)境不友好，易發(fā)生光漂白等)，熒光碳量子點粒徑小，水溶性好，化學惰性高，易于功能化，耐光漂白，低毒性，并且具有良好的生物相容性。

熒光碳量子點的諸多領域的應用，集結了眾多研究者對其制備方法、性能優(yōu)化、應用拓展方面研究的興趣和探索的步伐。

本文介紹了近些年一步微波法合成碳量子點的特點、方向和進展。

碳量子點合成中，微波法有舉足輕重的地位

微波法簡單，快捷。制備碳點的原料和溶劑廉價易得，對人體無害，瞬問提供反應所需能量，并且使反應時問大大減少，因此受到研究者的青睞。在碳量子點與碳量子點合成過程中，微波法具有舉足輕重的地位。

微波法制備了熒光碳點

以抗壞血酸為原材料，超純水和PEG一200為溶劑，一步微波法制備了熒光碳點，探討了微波時問對制備碳點粒徑的影響，微波時間延長熒光碳量子點的粒徑增加。通過對所制備的碳納米點進行結構和組成的表征，研究發(fā)現碳量子點表面富含羥基、羰基等親水基團。熒光碳點的光學性能優(yōu)異，熒光強度大，具有激發(fā)波長依賴的熒光性能。

該法制備的熒光碳納米點的分散性好，粒徑均勻，水溶性好，能夠長時間存放不會發(fā)生聚沉，熒光強度高。

微波輻射法制備了氮摻雜的碳量子點

以異氟爾酮二異氰酸酯(IPDI)為單一碳源，微波輻射法制備了氮摻雜的碳量子點(N—dopedCQDs)。該合成方法簡單、高效，而且未使用有機溶劑，綠色環(huán)保。更重要的是，我們的合成產率高達83％，克服了目前碳量子點由于產率低，無法用于大規(guī)模生產的缺陷。

微波法制備晶型碳量子點

松楠課題組將檸檬酸、尿素與水的混合物置于750W的微波爐中，微波4．5分鐘，當混合液由無色變?yōu)樽厣?，最后變?yōu)樽睾谏腆w時表明碳量子點的形成。獲得的碳量于點的粒徑在1．5nin，具有一定晶型，熒光量子產率為14％。