合成碳量子点方法总结

1、Summary of Carbon Dots2018-4-3背景介绍 量子点是准零维半导体纳米材料，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分离能级结构，受激后可以发射荧光，基于自身的量子效应，展现出独特的性质：尺寸效应、量子限域效应、宏观量子隧道效应和表面效应。因此展现出不同于宏观材料的物理化学性质，在太阳能电池、发光器件、光学生物标记、催化、功能材料等领域有着广阔的应用前景。 传统的量子点一般是从铅、镉及硅的混合物中提取得到，毒性大、对环境危害大，因此人们在寻求毒性较低的材料。 J. AM. CHEM. SOC. 2004, 126, 12736-12737 合成方法碳源

2、大小形貌发光颜色荧光量子产率应用Bio-imagingDrug deliveryCancer theranosticsPhotodynamic therapyGene therapyBio-sensingBacterial imaging and antibacterial activity Catalytic activityother1.1 Top down methodsThis approach involves the conversion of large particles into smaller one (C-dots) in nano-size range via diff

3、erent methods.E.g. Arc discharge Plasma discharge Laser ablation Chemical or electrochemical oxidation ect. 1.1 Bottom up methodsBottom up methods involve the conversion of smaller particles into C-dots of desired size range.E.g. Microwave assisted pyrolysis Hydrothermal methods Thermal / combustion

4、 Solvothermal methods ,ect.2.2 Carbon sources化学物质化学物质 葡萄糖、蔗糖、丙三醇、柠檬酸绿色来源的前体化合物绿色来源的前体化合物 菠菜（2017） 草莓汁（2013）、蛋壳（2012）、樟脑（2014）、康乃馨（2016）、猪肉（2018）、苹果汁（2015）、甘蔗汁（2014）、心里美（2016）、燕麦（2015） 圣罗勒叶（2017） 碳源：柠檬酸荧光颜色：蓝色尺寸：0.9 nmQY：47%掺杂硅元素Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 10271031 ACS Nano 2016, 10, 484491 IF：13.94

5、2碳源：对苯二胺荧光颜色：各种尺寸：2.6 nmQY：24%层析分离层析分离ACS Nano 2016, 10, 484491 IF：13.942Angew. Chem. 2015, 127, 5450 5453 IF：11.994复合薄膜Chem. Commun., 2015, 51, 2544-2546 在K2S2O8溶液中电化学剥离石墨碳源：石墨 荧光颜色：红色 尺寸：3 nm L. Li et al., Journal of Materials Chemistry B 5, 7328-7334 (2017).碳源：菠菜荧光颜色：红色尺寸：311 nmlex/lem: 440/680 n

6、mQY：15.34%H. Huang et al., RSC Advances 3, 21691 (2013).碳源：草莓汁荧光颜色：蓝色尺寸：5.2 nmlex/lem: 360/427 nmQY：6.3%线性范围：10 nM50 mM 检测限：3 nMQ. Wang, X. Liu, L. Zhang, Y. Lv, Microwave-assisted synthesis of carbon nanodots through an eggshell membrane and their fluorescent application. Analyst 137, 5392-5397 (20

7、12).Q. Wang, X. Liu, L. Zhang, Y. Lv, Microwave-assisted synthesis of carbon nanodots through an eggshell membrane and their fluorescent application. Analyst 137, 5392-5397 (2012).碳源：鸡蛋壳荧光颜色：蓝色尺寸：5 nmlex/lem: 365/450 nmQY：14%线性范围：0.580 mol L1检测限：0.48 mol L1R. R. Gaddam,. RSC Adv. 4, 57137-57143 (201

8、4).碳源：樟脑荧光颜色：蓝色尺寸：14 nmlex/lem: 320/510 nmQY：21.16%碳源：康乃馨荧光颜色：蓝色尺寸：69 nmlex/lem: 320/435 nm线性范围：3.211.7Zhong, D., et al., Carbon dots originated from carnation for fluorescent and colorimetric pH sensing. Materials Letters, 2016. 166166: p. 89-92.Zhao, C., et al., Green synthesis of carbon dots from

9、 pork and application as nanosensors for uric acid detection. Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc, 2018. 190190: p. 360-367碳源：猪肉荧光颜色：蓝色尺寸：3.5 nmlex/lem: 365/450 nmQY：17.3%线性范围：0.1100 M & 100500 M检测限：0.05 M Mehta, V.N., Mater Sci Eng C Mater Biol Appl, 2014. 3838: p. 20-7碳源：甘蔗汁荧光颜色：蓝色尺寸：3 nml

10、ex/lem: 365/474 nmQY：5.76%W. Liu et al., Green synthesis of carbon dots from rose-heart radish and application for Fe 3+ detection and cell imaging. Sensors Actuators B: Chem. 241, 190-198 (2017).碳源：心里美荧光颜色：蓝色尺寸：1.26 nmlex/lem: 330/420 nmQY：13.6%线性范围：0.0240 M检测限：0.13 M 碳源：燕麦荧光颜色：蓝色尺寸：2040 nmlex/lem:

11、 360/438 nmQY：37.4%J. Mater. Chem. C, 2015, 3, 9514-9518 A. Kumar et al., Green synthesis of carbon dots from Ocimum sanctum for effective fluorescent sensing of Pb 2+ ions and live cell imaging. Sensors Actuators B: Chem. 242, 679-686 (2017).碳源：圣罗勒荧光颜色：绿色尺寸：3 nmlex/lem： 450/470 nmQY：9.3%线性范围：0.011.

12、0 M检测限：0.59 nM 编号发光颜色碳源尺寸/nmlex/lemQY/%线性范围检测限待测物1红色红色菠菜311 440/68015.342蓝色蓝色草莓汁5.2360/4276.310 nM50 mM 3 nMHg2+3蓝色蓝色蛋壳5365/450140.580 mol L10.48 mol L1GSH4蓝色蓝色樟脑14320/51021.16多种金属离子均可使其荧光猝灭5蓝色蓝色康乃馨69320/4353.211.7pH 6蓝色蓝色猪肉3.5365/45017.30.1100 M & 100500 M0.05 M UA7蓝色蓝色甘蔗汁3365/4745.768蓝色蓝色心里美1.26330/42013.60.0240 M0.13 M Fe3+9蓝色蓝色燕麦2040360/43837.410绿色绿色圣罗勒3450/4709.30.011.0 M0.59 nM Pb2+小结 通常采用水热合成合成法，该方法简单、方便、易操作 分离分离方法上通常配合使用过滤、离心、透析