Sintesis daripadaTitik Kuantum Karbon
Sintesis titik kuantum karbon boleh dibahagikan kepada dua kategori: kaedah atas ke bawah dan kaedah bawah ke atas. Melalui pra-rawatan, penyediaan, dan pemprosesan seterusnya, titik kuantum karbon boleh dikawal dari segi saiz, dipasifkan pada permukaan, didopkan dengan heteroatom, dan nanokomposit untuk memenuhi keperluan.
Pendekatan atas ke bawah
Kaedah atas ke bawah: kaedah ablasi laser, kaedah elektrokimia, kaedah pelepasan arka.
pelepasan arka
Dr. Xu mensintesis nanopartikel karbon pendarfluor biru dan kuning menggunakan abu karbon sebagai sumber karbon menggunakan kaedah nyahcas arka. Bottini et al. titik kuantum karbon pendarfluor hijau kuning disintesis menggunakan tiub nano karbon berdinding tunggal sebagai sumber karbon. Sun et al. titik kuantum karbon yang disediakan dengan saiz zarah nanokomposit lebih kecil daripada 10 nm, yang boleh digunakan untuk penukaran fotoelektrik.
Kaedah pelepasan arka mempunyai hasil yang agak rendah, penulenan kompleks, pengumpulan produk yang sukar, kandungan oksigen yang tinggi, dan tidak memerlukan pengubahsuaian permukaan. Mekanisme pendaranannya boleh serupa dengan tiub nano karbon.
Kaedah ablasi laser
Dr. Sun menyediakan titik kuantum karbon pendarfluor menggunakan karbon sebagai sasaran melalui ablasi laser.
Dr. Hu mensintesis titik kuantum karbon dengan kefungsian permukaan serentak menggunakan kaedah ablasi laser dalam satu langkah.
Kaedah ablasi laser memerlukan instrumen mahal dan penambahan pelarut organik untuk mengubah keadaan permukaan untuk menghasilkan titik kuantum karbon pendarfluor.
Kaedah elektrokimia
Kaedah pengoksidaan elektrokimia merujuk kepada kaedah penyediaan titik kuantum karbon dengan mengoksidakan sumber karbon W menggunakan kaedah elektrokimia. Zhou et al. memperoleh titik kuantum karbon melalui pengoksidaan elektrokimia tiub nano karbon berbilang dinding (MwCNTs).
Kaedah elektrokimia mempunyai kelebihan unik dalam analisis struktur permukaan dan penyelidikan mekanisme luminescence, termasuk kos bahan yang rendah, keadaan ringan, rawatan selepas mudah.
Pendekatan bawah ke atas
Kaedah bawah ke atas: Kaedah pengkarbonan organik, kaedah gelombang mikro, kaedah hidroterma, kaedah pembakaran, kaedah rawatan ultrasonik, dsb.
Kaedah pengkarbonan organik
Kaedah pengkarbonan organik: Titik kuantum karbon yang mampu memancarkan pendarfluor boleh diperolehi dengan mengkarbonatkan prekursor organik, dan titik kuantum karbon larut air/larut minyak dengan kefungsian permukaan boleh disediakan. Kaedah pengkarbonan organik boleh dibahagikan kepada dua kategori: pengkarbonan pemanasan dan pengkarbonan dehidrasi asid. Kaedah ini boleh mengubah prestasi titik kuantum karbon dengan memilih prekursor pengkarbonan yang berbeza atau agen salutan permukaan yang berbeza
Kaedah gelombang mikro
Gelombang mikro merujuk kepada gelombang elektromagnet dengan frekuensi panjang gelombang antara 300 MHz dan 300 GHz. Ciri-ciri gelombang mikro ialah kepekatan tenaga, keseragaman, kecekapan tinggi, dan masa tindak balas yang singkat. Sumber karbon yang berbeza seperti sukrosa, grafit oksida (GO), glukosa, kitosan, polietilena glikol, dimetilformamida (DMF), dll. boleh dipilih untuk menyediakan titik kuantum karbon yang sepadan.
Kaedah hidroterma
Mensintesis bahan dalam reaktor menggunakan air sebagai pelarut dalam keadaan suhu dan tekanan tinggi. Kaedah lanjutannya ialah kaedah solvoterma menggunakan pelarut organik. Proses penyediaan hidroterma agak mudah dan mudah dikawal. Bertindak balas serentak dalam ruang terkurung boleh menghalang pemeruapan bahan organik. Sifat titik kuantum karbon yang dihasilkan berbeza-beza bergantung kepada pelarut yang digunakan.
Kaedah pembakaran
Proses menyediakan titik kuantum karbon melalui kaedah pembakaran adalah mudah untuk dikendalikan, memerlukan keperluan peralatan yang rendah, dan mempunyai kebolehulangan yang kuat, tetapi pengedaran saiz zarah produk sukar dikawal.
Kaedah rawatan ultrasonik
Dr Li menambah karbon teraktif kepada air hidrogen peroksida untuk membentuk ampaian hitam. Suspensi yang dicairkan dengan rawatan ultrabunyi pada suhu bilik kemudiannya dialisis dengan vakum menggunakan membran selulosa untuk mengeluarkan bahan bukan pendarfluor. Nanopartikel karbon berfungsi (FCNPs) diperoleh selepas penapisan. Kaedah rawatan ultrasonik untuk menyediakan titik kuantum karbon memerlukan keperluan peralatan yang rendah, operasi mudah, kos rendah, hasil tinggi, dan penggunaan tenaga yang rendah.
Untuk penyelidikan aplikasi atau mekanisme, adalah perlu untuk mengawal saiz titik kuantum karbon. Pada masa ini, kaedah biasa ialah menyediakan titik kuantum karbon dalam nanoreaktor. Bahan permulaan organik diserap ke dalam nanoreaktor berliang melalui daya kapilari, dan bahan permulaan organik retak dalam nanoreaktor untuk mengeluarkan nanoreaktor dan mendapatkan titik kuantum karbon.
Pempasifan permukaan dan kefungsian
Kecekapan kuantum titik kuantum karbon tanpa pasif permukaan biasanya sangat rendah. Untuk memenuhi keperluan aplikasi tertentu, orang memasifkan dan menfungsikan titik kuantum karbon melalui pengikatan kovalen, koordinasi, interaksi π - π, interaksi sol gel dan cara lain. Pemfungsian titik kuantum karbon boleh meningkatkan kedua-dua sifat optik dan fizikokimianya.
Doping heteroatom
Doping dengan heteroatom biasanya digunakan untuk mengawal kecerahan bahan. Heteroatom biasa termasuk nitrogen (N), sulfur (S), fosforus (P), silikon (Si), dll. Pengdopan nitrogen (N) boleh meningkatkan fotoluminesen dengan ketara, dan keamatan pelepasan berkaitan dengan kandungan nitrogen; Titik kuantum karbon terdop silikon (Si) boleh mempamerkan tindak balas khusus kepada H2O2.
Komposit titik kuantum karbon
Komposit titik kuantum karbon boleh menggabungkan sifat pendarfluornya dengan sifat elektrik, magnetik, optik dan lain-lain zarah nano bukan organik untuk memenuhi keperluan medan aplikasi yang berbeza. Mengikut sifat bahan komposit, ia boleh dibahagikan kepada dua jenis: komposit logam berharga (seperti Ag) dan komposit semikonduktor (seperti TiO2, Fe2O3, Cu2O, dll.).
Aplikasi Titik Kuantum Karbon
Titik kuantum karbon mempunyai banyak sifat yang sangat baik seperti photoluminescence yang kuat, keupayaan pemindahan elektron yang kuat, dan biokompatibiliti yang baik, dan mempunyai potensi nilai aplikasi yang sangat besar dalam bidang seperti biologi, perubatan, kejuruteraan kimia dan elektronik.
Pengimejan bio
Pencahayaan yang kuat dan ketoksikan rendah biologi yang baik bagi titik kuantum karbon boleh digunakan untuk menggantikan titik kuantum semikonduktor dan pewarna organik. Berbanding dengan penanda sel tradisional, kelebihan terbesar mereka ialah pendaran berbilang warna, yang bermanfaat untuk penyelidik mengawal dan memilih panjang gelombang pengujaan dan pelepasan mengikut keperluan pengimejan yang berbeza. Dengan penyelidikan yang mendalam, penyasaran sel terpilih bagi titik kuantum karbon mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam bidang pengimejan biologi pada masa hadapan.
Rawatan penyakit
Titik kuantum karbon boleh berfungsi sebagai fotosensitizer untuk tumor tertentu tertentu, manakala titik kuantum karbon berkumpul di kawasan tertentu boleh menghalang pertumbuhan sel kanser melalui penyinaran panjang gelombang tertentu. Penyelidik juga menggunakannya sebagai pembawa nano dan penjejak untuk memantau proses penghantaran ubat atau gen. Dengan memantau isyarat pendarfluor titik kuantum karbon, kesan penghantaran ubat boleh disimpulkan, dengan itu mengoptimumkan kaedah suntikan dan dos ubat.
Bahan bercahaya
Oleh kerana sifat optoelektroniknya yang sangat baik, titik kuantum karbon boleh digunakan untuk penukaran fotoelektrik. Mirtchev et al. sel suria titanium dioksida terpeka karbon kuantum dot.
Aplikasi fotokatalitik
Permukaan titik kuantum karbon mempunyai kumpulan berfungsi yang banyak dan keupayaan pemindahan elektron yang sangat baik, yang memberikan prestasi pemangkin fotokatalitik dan elektrokimia yang sangat baik. Yu et al. titik kuantum karbon siap nanokomposit P25 TiO2 menggunakan kaedah hidroterma satu langkah. Titik kuantum karbon berfungsi sebagai kolam penyimpanan elektron dan boleh menggalakkan penjanaan hidrogen pemangkin P25 TiO2 dengan berkesan di bawah penyinaran UV.
Penderiaan kimia
Ketoksikan rendah, biokompatibiliti, dan kestabilan foto titik kuantum karbon boleh digunakan untuk mengesan molekul seperti ion logam, logam dan anion.
Dakwat pendarfluor
Titik kuantum karbon boleh memancarkan pendarfluor yang ketara di bawah penyinaran cahaya ultraungu dan mempunyai kestabilan foto yang kuat, menjadikannya digunakan sebagai dakwat pendarfluor. Gao et al. mencetak titik kuantum karbon tidak berwarna pada Keratan Kertas untuk dakwat anti-pemalsuan dan penyulitan maklumat.
SAT NANO ialah salah satu pembekal nanopartikel titik kuantum karbon CQD terbaik di China, jika anda mempunyai apa-apa yang menarik, sila hubungi kami di admin@satnano.com
