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oe1(光电查) - 科学论文

123 条数据
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  • 碳量子点（CQD）基二维材料在光催化应用中的最新进展

    摘要： 碳量子点是一类具有超小尺寸和易调控光学特性的新型碳材料，这使其极具研究价值。凭借其应用潜力与多功能性，碳量子点已获得广泛关注，可应用于多个不同领域。光催化是其众多应用方向之一，近年来持续引发研究热潮。前沿技术利用清洁且近乎取之不尽的太阳能。目前原始形态的碳量子点光催化性能仍远未达理想水平，但通过多种改性技术可显著提升其性能。本综述深入探讨了提升碳量子点光催化性能的策略，包括尺寸调控、表面钝化与功能化以及元素掺杂等。同时综述了碳量子点在解决环境和能源问题方面的最新光催化应用进展，重点阐述了其与石墨烯、石墨相氮化碳、金属氧化物及金属酸盐、金属氧卤化物、过渡金属氧化物和硫属化合物等二维材料构建0D/2D异质结纳米复合材料的形成机制。本文系统评述了二元纳米复合材料的杂化制备路径及其在二氧化碳还原、产氢以及染料和污染物降解中的光催化应用。

    关键词： 二维材料、光催化、能量生成、碳量子点、环境修复、异质结纳米复合材料

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 工程化碳量子点以增强硅工艺线兼容光电探测器的宽带光响应

    摘要： 基于与现有硅工艺技术兼容的异质结宽带光电探测器（紫外至近红外）的实现，在先进光电子应用领域具有巨大潜力。本报告展示了一种创新应用：通过简易制备技术从有机废料合成的碳量子点（CQDs），作为与硅构成的混合（有机-无机）异质结构中的潜在宽带光电探测器。通过用还原氧化石墨烯（rGO）和银纳米颗粒（AgNPs）浸渍CQDs，进一步提升了宽带光响应性能。结果表明，优化掺入的rGO因有效载流子传输而增强光响应，而AgNPs则通过局域表面等离子体共振强化光学吸收。经工程优化的CQDs器件实现了约1 A W?1的最大响应度和2×1012 Jones的最高探测率。本研究展示了一种经济、高效且可行的技术方案——利用自然资源服务技术需求，该方案可完美适配现有工业级技术规模。

    关键词： 银纳米粒子、还原氧化石墨烯、碳量子点、硅工艺技术、宽带光电探测器

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 从茴香籽中合成与表征单分散碳量子点：基于机器学习的光致发光分析

    摘要： 本文采用单步热分解法，以小茴香籽（Foeniculum vulgare）为原料，成功合成了单分散碳量子点（c-QDs）。所制碳量子点具有优异的胶体稳定性、光稳定性及环境pH稳定性，且无需额外表面钝化步骤即可实现高效荧光。该碳量子点展现出卓越的光致发光（PL）活性与激发波长无关的发射特性。据我们所知，这是首次通过热解天然碳源实现激发波长无关的碳量子点合成。通过对反应时间与温度的热解效应研究，我们深入揭示了碳量子点的合成机制。运用主成分分析（PCA）、多重共线性交替最小二乘法（MCr-ALS）及非负矩阵分解-交替残差最小二乘法（NMF-ARD-SA）等机器学习技术，合理阐释了所制碳量子点的PL发光机理。这些机器学习方法能有效处理海量PL数据集，并智能推荐最佳PL分析激发波长。单分散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广阔应用前景。

    关键词： 机器学习、小茴香籽、热分解、光致发光、碳量子点

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于血管内皮生长因子递送的PLGA/碳量子点微球的微流控制备

    摘要： 本研究利用微流控平台制备了负载血管内皮生长因子(VEGF)的聚(D,L-乳酸-共-乙醇酸)(PLGA)-碳量子点微球。采用流动聚焦几何结构与双相流技术制备出实心/油相/水相(s-o-w)液滴微胶囊。为避免封装过程损伤蛋白质功能与结构稳定性，对VEGF进行了聚乙二醇(PEG)修饰。制得的微球形态完整且粒径高度均一(变异系数CV<5%)。通过调节流速比参数，可获得16-36毫米粒径范围的微球。研究还考察了微粒的包封效率、释放特性及生物活性：PEG化VEGF在微粒中的载药效率为51-69%，超过90%的PEG化VEGF在28天内释放。此外通过碳量子点间接监测了VEGF释放过程。这种单分散、可控且可重复制备的VEGF负载微球，在组织工程与治疗应用中具有广泛应用前景。

    关键词： 聚乳酸-羟基乙酸共聚物、血管内皮生长因子、碳量子点、药物递送、微流控合成

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 一种利用焦炭绿色简便合成碳量子点用于白光发光器件的方法

    摘要： 焦炭是煤炭的副产品。本文报道了一种从焦炭中制备碳量子点（CQDs）的简便绿色化学氧化方法，可用于新型应用领域。该碳量子点发射蓝色荧光，荧光量子产率为9.2%，蓝绿红光谱组成为48%。通过将碳量子点作为白光转换材料与紫外芯片结合，制备了发光二极管（LED）。该LED的国际照明委员会色度坐标（0.31, 0.35）和相关色温（5125 K）位于冷白光区域，表明其在照明器件中具有优异的应用潜力。

    关键词： 碳量子点、白光发光器件、荧光、焦炭、化学氧化

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 碳量子点作为荧光团用于药物制剂中甲硝唑的"内滤效应"检测

    摘要： 以鱼腥草为碳源，通过一步水热法制备了光致发光碳量子点（CDs）。甲硝唑（MNZ，最大吸收波长319 nm）的吸收带与CDs的激发带（最大激发波长320 nm）能良好重叠。本研究基于内滤效应（IFE）建立了MNZ荧光检测方法：所制CDs作为IFE荧光团，MNZ作为IFE吸收体。通过探究CDs荧光猝灭机制发现，随着MNZ浓度增加，IFE导致CDs荧光强度呈指数衰减，但在3.3×10??至2.4×10?? mol/L范围内，ln(F?/F)与MNZ浓度呈现良好线性关系（R2=0.9930）。该方法无需对CDs进行表面修饰或建立吸收体（MNZ）与荧光团（CDs）间的共价连接，具有操作简便、快速、低成本、耗时少的特点，同时具备更高灵敏度、更宽线性范围及良好选择性，在药物制剂中MNZ检测方面具有应用潜力。

    关键词： 甲硝唑、碳量子点、内滤效应、药物制剂、荧光检测

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 一种基于碳量子点-葡萄糖氧化酶/醋酸纤维素复合敏感膜的新型光纤葡萄糖生物传感器

    摘要： 一种基于荧光碳量子点（CQDs）-葡萄糖氧化酶（GOD）/醋酸纤维素（CA）复合敏感膜的新型光纤葡萄糖生物传感器被成功制备，该传感器采用浸涂法将CQDs-GOD/CA复合敏感膜固定在光纤端面。通过场发射扫描电子显微镜（FESEM）、原子力显微镜（AFM）、蔡司Axiovert 25倒置显微镜、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、紫外-可见分光光度计和荧光分光光度计分别对敏感膜的表面形貌、微观结构和光学性能进行了表征。所开发的这种光纤生物传感器对低浓度葡萄糖具有高灵敏度和良好重复性的连续在线检测能力，可实现一段时间内葡萄糖实时波动的可视化监测。该生物传感器的荧光强度变化率与不同范围（包括微摩尔和纳摩尔水平）的葡萄糖浓度呈线性关系，在10-200 μmol/L范围内符合改进的Stern-Volmer方程，检测限为6.43 μM；在10-100 nmol/L范围内也符合改进的Stern-Volmer方程，检测限为25.79 nM。

    关键词： 光纤，碳量子点-葡萄糖氧化酶/醋酸纤维素复合敏感膜，葡萄糖传感，荧光猝灭

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 后修饰表面荧光团增强碳量子点的光致发光

    摘要： 光致发光（PL）是碳量子点（CQDs）应用于多种领域的核心特性，尽管其物理化学起源仍有争议。本研究以柠檬酸（CA）为原料合成了羧基末端CQDs，并依次用乙二胺（EDA）进行处理。红外光谱、磁学、X射线光电子能谱和紫外-可见光谱表明，EDA处理形成了表面荧光团。后修饰的表面荧光团产生了位于346 nm处的明显紫外吸收峰，该吸收源自荧光团中最高占据分子轨道（HOMO）到最低未占分子轨道（LUMO）的跃迁。当激发波长低于340 nm时，后修饰的荧光团主导了CQDs的发射光谱，并将CQDs的光致发光量子产率从20.7%提升至47.6%。这些结果为源自柠檬酸和胺类的CQDs光学特性提供了新的认知。

    关键词： 光致发光增强、表面荧光团、光学起源、胺处理、碳量子点

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 水热合成氮掺杂碳量子点的光致发光与光电探测性能

    摘要： 碳量子点（CQDs）因其独特的光电特性，作为新一代光致发光（PL）和光电探测材料的代表受到越来越多的关注。然而，CQDs的形成机制及其发光来源仍是待解问题。本研究报道了以柠檬酸（CA）和乙二胺（EDA）为前驱体，通过调控水热合成参数制备高光致发光量子产率（PLQY）达97.4%的氮掺杂碳量子点（N-CQDs）的最新进展。结构与性能分析表明，N-CQDs通过脱水、缩合及碳化过程形成，其发光源于碳核与表面/分子态的协同效应?；诖?，我们制备了N-CQDs/石墨烯复合全碳基紫外（UV）光电探测器，展现出显著的负光电导现象。在紫外区观测到最大负响应度达2.5×10? AW?1，这归因于两种竞争机制：氧吸附-光脱附诱导的负光响应与N-CQDs表面缺陷相关的正光电导。本研究揭示了CQDs基光电探测器正负光电导现象的驱动机制，不仅深化了对CQDs荧光与光响应机理的理解，更拓展了其在光电探测与纳米光电子传感器领域的应用潜力。

    关键词： 光检测、氮掺杂、水热合成、光致发光、碳量子点

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 在阳光照射下，功能化氮硫共掺杂碳量子点嵌入的氧化锌纳米花对水中抗生素的光催化降解增强

    摘要： 氧化锌在工业中被广泛用作光催化剂，但降解水中难处理的抗生素仍是一项挑战。本研究通过一锅水热法合成了一种新型表面功能化的氮硫共掺杂碳量子点（N,S-CQD），并将其嵌入氧化锌中形成新型ZnO/N,S-CQDs杂化纳米花。所制备的ZnO/N,S-CQDs在可见光和近红外（NIR）光照射下表现出显著增强的光催化活性，在NIR光照射180分钟后，72.8%的亚甲基蓝（MG）被分解。此外，ZnO/N,S-CQDs在模拟太阳光下20分钟和自然太阳光下50分钟分别降解了约92.9%和85.8%的环丙沙星（CIP）。进一步研究了其机理，结果表明N,S-CQDs的表面功能化、电子转移、上转换发光特性以及ZnO纳米花的高活性晶面共同促进了ZnO/N,S-CQDs光催化活性的增强。此外，活性物种捕获实验结果表明，羟基自由基、空穴和超氧自由基阴离子均在光催化反应中发挥了一定作用。最后，将ZnO/N,S-CQDs用于实际水体中抗生素的光降解，在120分钟后抗生素的降解效率仍保持在60%以上。我们认为ZnO/N,S-CQDs纳米花是一种在太阳光照射下降解难处理抗生素的有前景的光催化剂。ZnO/N,S-CQDs相对较低的成本和优异的光催化性能有利于工业应用。

    关键词： 抗生素、碳量子点、ZnO纳米花、光催化、阳光照射

    更新于2025-09-16 10:30:52