研究目的
通过单步热解法从茴香籽中合成单分散碳量子点（C-QDs），并利用机器学习技术分析其光致发光（PL）特性。
研究成果
通过单步热解法成功从茴香籽中合成了单分散碳量子点（C-QDs）。该碳量子点展现出优异的胶体溶解性、光稳定性和环境稳定性?；餮凹际跄苡行Х治龉庵路⒐馐菁⒔馕銎浞⒐饣?。所制备的碳量子点在生物传感、细胞成像、LED、太阳能电池、超级电容器、印刷及传感器等领域具有应用潜力。
研究不足
该研究聚焦于从茴香籽中合成碳量子点（C-QDs）及其光致发光（PL）分析，但未探究该合成工艺的大规模生产可扩展性，也未展示碳量子点在实际器件中的应用。
1：实验设计与方法选择
采用茴香籽通过单步热解法合成碳量子点(C-QDs)，并运用主成分分析(PCA)、多变量曲线分辨交替最小二乘法(MCR-ALS)和非负矩阵分解交替残差最小化-自组织(NMF-ARD-SO)等机器学习技术分析光致发光(PL)数据集。
2：样本选择与数据来源
以茴香(Foeniculum vulgare)籽作为天然碳源，在不同pH值和激发波长下获取PL数据。
3：实验设备与材料清单
搅拌研磨机(日本虎牌),坩埚(日本AS ONE),加热板(日本AS ONE),透析装置(日本Float-A-Lyzer G2透析膜),紫外-可见吸收光谱仪(日本JASCO V-530),光致发光光谱仪(日本JASCO FP-6500),透射电子显微镜(日本JEOL JEM2002-FS),纳米粒度仪(英国马尔文Nano-ZS 90),能量色散X射线光谱仪(日本JEOL JEM-2300F),激光拉曼光谱仪(法国HORIBA JOBIN YVON Lab RAM HR-800),傅里叶变换红外光谱仪(日本JASCO FTIR-4100),X射线光电子能谱仪(日本ULVAC-PHI PHI Quantes),量子效率测量系统(日本大冢电子QE-2000)
4：实验流程与操作步骤
将茴香籽粉碎后500°C加热3小时，溶于去离子水经超声处理、离心、过滤和透析纯化碳量子点，在不同pH值和激发波长下进行PL测量。
5：数据分析方法
采用PCA、MCR-ALS和NMF-ARD-SO技术分析PL数据集。
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Fourier transform infrared spectra
FTIR-4100
JASCO
Identifying functional groups on the surface of C-QDs
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UV-Vis absorption spectroscopy
V-530
JASCO
Studying optical properties of C-QDs
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Photoluminescence spectroscopy
FP-6500
JASCO
Studying PL properties of C-QDs
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Transmission electron microscopy
JEM2002-FS
JEOL
Characterizing size distribution and structure of C-QDs
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Zeta-sizer
Nano-ZS 90 Zetasizer
Malvern Instruments Ltd
Estimating surface charge and size distribution of C-QDs
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Energy-dispersive X-ray spectroscopy
JEM-2300F
JEOL
Ascertaining elemental composition of C-QDs
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Laser Raman spectroscopy
Lab RAM, HR-800
Horiba JOBIN YVON S.A.S.
Identifying structural purity of C-QDs
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Mixer grinder
Tiger mixer grinder
Japan
Crushing fennel seeds
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Crucible cup
AS ONE
Japan
Heating fennel powder
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Heat plate
AS ONE
Japan
Heating fennel powder at constant temperature
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Dialysis kit
Float-A-Lyzer G2 Dialysis
Japan
Purification of C-QDs
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X-ray photoelectron spectroscopy
PHI Quantes
ULVAC-PHI. Inc.
Ascertaining chemical state of C-QDs
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Quantum efficiency measurement system
QE-2000
Otsuka Electronics
Investigating quantum yield of C-QDs
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