碳量子点(C-dots)是新发现的纳米材料,其代表了一类重要的碳纳米结构。碳量子点的尺寸在5~10nm范围内[孙等(Sun et al.),2006]。碳量子点的发现具有偶然性,2004年在用电弧放电法的烟灰制备单壁碳纳米管(SWC-NTs)[徐等(Xu et al.),2004]的电泳纯化过程中发现了碳量子点。此后,碳量子点在其制备、特性和应用等方面有了很大的进展,如贝克(Baker and Bak-er,2010)和朱等(Zhu et al.,2009)近期所做的评论。碳量子点具有sp2/sp3无序碳或杂化石墨芯,与表面的极性羧基或羟基群发生作用。
碳量子点在近红外光的激发下,在近红外(NIR)光谱区域中呈现出光致发光发射性能。这一属性让人们对其进行了详细的研究。在过去的几年中,对如此微小的碳量子点(也称为荧光碳)的研究,有了很大的进展;在碳量子点的合成方法、特性和应用等方面也取得了众多成就[贝克(Baker),2010;朱等(Zhu et al.),2009]。
由于其优良的光学特性、高化学稳定性和低环境危害,碳量子点的含氧纳米粒子(小于10nm)有望代替荧光硫族半导体纳米晶体(量子点)。
合成方法较为简单的超细尺寸和近球形的几何形状(各向同性的形状)的碳量子点,为纳米碳发射器代替富勒烯和纳米碳管提供了一个新的平台。(www.daowen.com)
这些碳量子点由萨利纳斯-卡斯蒂略(Salinas-Castillo,2013)分为两组:分散或表面官能化的碳量子点和负载型碳量子点。
然而,碳量子点的机制与有带隙的硒化镉(CdSe)量子点是不同的。这意味着对于硒化镉(CdSe)来说,材料的半导体性质是非常重要的,但碳量子点却不然。
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