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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 稳态和时间分辨荧光光谱法研究碳量子点与孔雀石绿之间的荧光共振能量转移

    摘要： 背景：了解不同有机染料与碳量子点之间的相互作用，有助于理解电子转移、能量转移、分子传感、药物递送和染料降解等多种光物理过程。 目的：本研究主要探究碳量子点能否作为电子供体并参与不同光物理过程。 方法：本研究采用最经济简便的碳化方法合成碳量子点（CQDLs），以莲（Nelumbo nucifera L.）花瓣为碳前驱体。通过紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、透射电子显微镜（TEM）、稳态和时间分辨荧光光谱等技术对合成的CQDLs进行表征。 结果：光谱分析表明，合成的CQDLs呈球形，直径约为4.2 nm，在495 nm处呈现荧光发射最大值，量子产率为4%。本研究在环境pH条件（pH 7）下，采用荧光光谱技术研究了碳量子点（CQDLs）与有机染料孔雀石绿（MG）的相互作用。通过Stern-Volmer方程和时间分辨荧光寿命研究，探讨了CQDLs与MG的猝灭机制。结果表明，荧光猝灭的主导过程是福斯特共振能量转移（FRET），其供体-受体距离为53 ?，其中CQDLs作为供体，MG作为受体。 结论：本研究表明，CQDLs可作为多种光物理过程（如光伏电池、染料敏化太阳能电池）的供体物种，并可用于抗氧化活性研究。

    关键词： 碳量子点、斯特恩-沃尔默图、莲(Nelumbo nucifera L.)、荧光共振能量转移(FRET)、孔雀石绿

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 电子垃圾变废为宝：转化为表面增强拉曼散射的等离激元纳米结构

    摘要： 我们首次报道了一种简单的一步法回收工艺，将电子废弃物（e-waste）的主要成分——废旧电池转化为具有附加值的荧光纳米材料——碳量子点（CQDs）。通过系统表征这些电子废弃物衍生碳量子点（eW-CQDs）的光学特性（包括吸收、光致发光、量子产率和发射寿命），并采用高分辨透射电镜、选区电子衍射和X射线衍射确定其形貌，同时利用拉曼光谱证实其碳质结构。为拓展应用范围，我们通过一步化学还原策略将这些eW-CQDs用于制备等离激元纳米结构（eW-Au@CQDs）。进一步测试表明，虽然eW-CQDs不适合作为表面增强拉曼（SERS）基底，但当eW-Au@CQDs沉积在金修饰的丝网印刷碳电极（SPE）上时，能产生强烈的亚甲基蓝（MB，模型染料及拉曼报告分子）SERS信号。经优化后，这类eW-Au@CQDs修饰的SPE有望应用于基于SERS的传感检测。本研究展示了一种将废旧电池等电子废弃物转化为具有广泛应用潜力的高附加值产品的可持续新途径。

    关键词： 电子垃圾、废电池、回收利用、表面增强拉曼散射、碳量子点、亚甲蓝

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 表面修饰碳量子点对过一硫酸盐的光催化活化

    摘要： 本研究采用低成本、可规?；椒ê铣闪颂剂孔拥悖–QDs），并通过化学后处理精细调控其含氧官能团。研究发现该碳量子点可作为可见光响应型光催化剂，用于活化过一硫酸盐（PMS）及修复水中有机染料。苯肼修饰的碳量子点（CQDs-PH）通过选择性去除羧基并抑制光生电子-空穴复合，展现出高效降解亚甲基蓝的性能。系统考察了催化剂用量、染料种类与浓度及初始pH值对光降解效率的影响，碱性条件有利于光生载流子分离并促进染料脱色。通过自由基猝灭实验鉴定了光催化反应中产生的活性氧物种并阐明了机理：过一硫酸盐经碳量子点电子转移活化产生的超氧自由基是有机氧化的主要活性物种，同时碳量子点价带上的光生空穴也参与了染料分解过程。

    关键词： 过一硫酸盐、超氧自由基、光催化、含氧官能团、碳量子点（CQDs）

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 锰掺杂绿茶衍生碳量子点作为靶向双模态成像与光动力治疗平台

    摘要： 本研究采用一锅水热法，以废弃绿茶为原料合成了锰掺杂碳量子点（Mn-CQDs）。通过引入Mn2?掺杂剂赋予其磁共振功能。经实验条件优化后，该磁荧光Mn-CQDs呈现激发依赖的蓝色发射特性。Mn-CQDs表面丰富的官能团不仅提升了水溶性，还可直接进行氨基功能化修饰。随后将氨基末端Mn-CQDs与叶酸（FA）和二氢卟吩e6（Ce6）偶联，制得Mn-CQDs@FA/Ce6磁荧光光动力治疗（PDT）剂。三种不同细胞的体外研究表明，该复合物能特异性靶向叶酸受体过表达的人上皮癌细胞系（HeLa）。此外，Mn-CQDs@FA/Ce6可使磁共振成像（MRI）信号增强，其r2/r1比值达5.77。共聚焦显微镜验证显示：通过Mn-CQDs@FA递送系统，活性Ce6可抵达细胞内部，同时保持其红色荧光（FL）及活性氧生成能力。体外细胞存活实验证实，该纳米杂化物生物相容性良好（浓度达500 ppm时无明显毒性），而5分钟光照（671 nm，1 W cm?2）的PDT处理可有效杀灭90%以上细胞。这种光触发型Mn-CQDs@FA/Ce6多功能杂化物可作为双模态FL/MRI探针及高效PDT试剂，实现癌症细胞的远程检测与清除。

    关键词： 锰掺杂、光致发光、碳量子点、光动力疗法、磁共振成像

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 一锅法合成N、S共掺杂光致发光碳量子点用于Hg2+离子检测

    摘要： 采用一锅水热法合成了具有高荧光量子产率（12.6%）的氮硫共掺杂碳量子点（N, S-CQDs）。结果表明，该碳量子点粒径小、呈非晶结构，具有独特的表面态和激发波长无关的荧光特性。氮硫共掺杂提高了电子转移速率，增强了N, S-CQDs与Hg2+离子的配位相互作用。即使在湖水样品中，N, S-CQDs对Hg2+离子也表现出高灵敏度和选择性检测能力，是环境监测中极具前景的荧光探针。

    关键词： 汞离子（Hg2+）检测、共掺杂、L-半胱氨酸、光致发光、碳量子点

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 嵌入式碳量子点的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜用于钙钛矿太阳能电池制备后光捕获性能提升

    摘要： 采用标准三明治结构的钙钛矿太阳能电池（PSCs）会因基底及其活性层产生光学透射损失?？⒉钩ス獠痘袼鹗У牟呗远越徊教嵘骷示哂兄匾庖濉１狙芯坷锰剂孔拥悖–QDs）的下转换效应，将入射光中的紫外部分转化为可见光。具体方法是在PSCs受光面沉积掺杂碳量子点的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜（CQD@PMMA）。通过对比PSCs器件在应用CQD@PMMA光活性功能薄膜前后的性能分析发现，涂覆该薄膜的器件表现出更高的光电流和填充因子，从而实现了器件效率的提升。

    关键词： 聚甲基丙烯酸甲酯、光捕获、碳量子点、钙钛矿太阳能电池、下转换

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 具有微波吸收能力的生物相容性均匀碳量子点的可控合成与光催化性能

    摘要： 以葡萄糖为碳源，通过简便的微波辅助法结合可控排水时间成功制备了碳量子点（CQDs）。采用XRD分析、FT-IR光谱、UV光谱、XPS和PL光谱对样品的结构和性能进行了表征。结果表明，所制备的CQDs平均粒径约为2 nm，在228 nm和280 nm波长处分别存在两个紫外吸收峰，对应于碳核表面C=C（原子团）的π-π*跃迁和含氧基团（C=O）的n-π*跃迁。基于CQDs独特的光学和微波吸收特性，选用了合适的催化体系——微波无极放电灯（MEDL）系统。在该系统中，0.02 g CQDs-2对罗丹明B（RhB，50 mL，30 mg L-1）的降解率在10分钟内可达85.79%，其光催化活性约为P25的两倍。此外，还研究了CQDs的生物相容性，发现微生物可将其作为碳源吸收。所制备的CQDs是一种极具前景的环保型光催化剂。

    关键词： 生物相容性、微波、光催化、碳量子点

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 机器学习辅助的双通道碳量子点荧光传感器阵列用于四环素类抗生素检测

    摘要： 四环素类抗生素（TCs）因其对人类健康和生态平衡的严重威胁，其检测与区分技术日益受到关注。本研究基于两种碳量子点（CDs）构建了双通道荧光传感器阵列，用于区分四环素（TC）、土霉素（OTC）、多西环素（DOX）和美他环素（MTC）四种TCs。当CDs与四种TCs相互作用时会产生独特的荧光变化模式（I/I0），该模式通过线性判别分析（LDA）和支持向量机（SVM）进行解析。本研究首次将SVM应用于荧光传感器阵列的数据处理。LDA和SVM分析表明，该阵列能在1.0 μM至150 μM浓度范围内实现TCs的并行精准测定。此外，通过金属离子和抗生素作为潜在共存干扰物的干扰实验证明，该传感器阵列具有优异的选择性和抗干扰能力。该阵列还成功应用于二元混合物中TCs的准确检测与鉴别，并在河水和牛奶样本中实现了四种TCs的成功识别。在72个未知样本检测中，传感器阵列以100%准确率成功鉴定了四种TCs。结果表明SVM可实现与LDA同等精度的分类预测，且因其附加优势可作为数据处理的备选补充方法，从而拓展数据处理领域。

    关键词： 线性判别分析、传感器阵列、支持向量机、四环素类抗生素、碳量子点

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 负载光致发光功能化碳量子点的电活性丝素蛋白/聚乳酸纳米纤维生物活性支架在心脏组织工程及护理中的应用

    摘要： 组织工程和干细胞康复是心肌梗死（MI）治疗研究中的希望方向；心脏补片已被用于启动心肌再生。本研究将p-苯二胺表面功能化修饰的量子点（modif-CQD）整合至丝素蛋白/聚乳酸（SF/PLA）纳米纤维生物活性支架中，使其具备更优的理化性能、力学特性及心肌细胞相容性。显微图像显示，形态改善的球形modif-CQD均匀分布于SF/PLA生物活性心脏支架中。制备的CQD@SF/PLA纳米纤维生物活性支架具有高度多孔且孔隙完全均一的结构，有效提升了杨氏模量和溶胀性能，从而增强适用性与植入效果。将大鼠心肌细胞接种于支架培养7天（无电刺激），培养后支架全层孔隙均充满心肌细胞。CQD@SF/PLA支架中心肌细胞的代谢活性与存活率显著高于丝素蛋白/PLA支架，且量子点整合显著上调了心脏标志基因表达。本研究结果明确证实：这种结构有序的纳米纤维心脏支架具有更优的心脏相关力学性能和生物相容性，适用于心脏组织工程及护理治疗应用。

    关键词： 支架，聚乳酸，碳量子点，丝素蛋白

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于量子点敏化太阳能电池的吸附棉衍生碳点的调制掺杂

    摘要： 为提高量子点敏化太阳能电池（QDSC）的功率转换效率（PCE），通过一锅水热法成功合成了一系列不同掺杂剂（尿素、硫脲和1,3-二氨基丙烷）的脱脂棉衍生碳量子点（CQDs）。三种掺杂CQDs的平均粒径分别为1.7 nm、5.6 nm和1.4 nm，均小于未掺杂样品（24.2 nm）。详细研究了四种CQDs的形貌与结构特征。紫外-可见光谱和荧光光谱显示，掺杂CQDs比未掺杂样品具有更优的光学性能。基于这些CQDs制备的量子点太阳能电池实验表明：掺杂剂显著提升了电池的短路电流密度（Jsc）和开路电压（Voc）。其中1,3-二氨基丙烷掺杂CQDs制备的QDSC获得最高PCE（0.527%），较未掺杂样品（0.176%）提升299%。通过分析CQDs敏化TiO2的紫外-可见漫反射光谱及不同CQDs的能带结构计算发现：尿素、硫脲和1,3-二氨基丙烷的引入有助于获得粒径更小、带隙更窄且含更多氮/硫官能团的CQDs，从而增强光吸收与光激发性能（提升Jsc）；氮作为给体使敏化光阳极具有更高费米能级（提高Voc）。本研究建立了CQDs微观结构、三大特征参数（光谱特性、能带结构、官能团）与QDSC光电性能的关联规律，为通过调控掺杂提升QDSC转换效率提供了指导。

    关键词： 掺杂剂、碳量子点、水热法、功率转换效率、量子点敏化太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52