碳量子点制备及其在环境治理领域应用进展
2021-03-02袁磊郑婕张太亮李朝晖赵寒枫
生物化工 2021年1期
袁磊,郑婕,张太亮*,李朝晖,赵寒枫
(1.西南石油大学化学化工学院,四川成都 610500;2.四川仨创环境科技有限公司,四川成都 610041)
随着科技的进步与发展,科技领域的研究方向已经逐渐从宏观世界转移到微观世界。碳量子点(CQDs)是一种新型的碳纳米颗粒,其隶属于纳米技术中纳米材料分支。2006年,科学家首次制备了一种强荧光纳米材料,并将其命名为碳量子点[1]。CQDs作为新型纳米材料,其尺寸约在10 nm以下,并且其表面具有大量的含氧官能团。与传统半导体材料相比,CQDs不仅具有传统材料良好的光学特性,还弥补了传统材料在环境、生物及细胞毒性等方面的缺陷。并且CQDs还具有制作成本低、环境友好性和生物稳定性等特点。
本文着重介绍了不同的CQDs合成方法及其优缺点,并根据CQDs本身的特性介绍其在环境治理的应用,从而讨论CQDs存在的问题与未来发展前景。
1 碳量子点合成方法
CQD的合成手段众多,根据原料和产物之间的关系,目前CQD的常见制备方法分为两类:(1)自上而下,通过将较大的碳结构切割获得较小的碳结构,常见方法包括激光蚀刻法、电化学法和化学氧化法等;(2)自下而上,通过将小分子分步化学聚合实现的,常见方法包括微波法、水热法和模板法等。不同合成方法制备的CQDs具有不同的荧光特性、不同的尺寸等性质。
1.1 自上而下
1.1.1 激光蚀刻法
激光蚀刻法是最早用于制备CQDs的方法之一,是通过高能激光脉冲辐射原材料表面,使其在短时间内发生状态变化,从而形成纳米颗粒。……
登录APP查看全文
