Page 83 - 化工安全生产与环保技术

化工安全生产与环保技术

结构荧光效应；由表面化学基团决定的表面态理论；由荧光分子团决定的分子态
理论。
CDs 按照其来源可分为生物质基 CDs 和非生物质基 CDs，前者的碳源为生

物质材料，如植物、动物及其产生的废弃物；后者的碳源为化学试剂，如柠檬酸、
对苯二胺等。与化学试剂相比，生物质材料在自然界中广泛存在、种类丰富且能
够重复再生，因而生物质基 CDs 越来越受到科学家的关注。近年来，有关生物
质基 CDs 的综述主要针对 CDs 的性质、发光机理（虽然还未有系统、明确的机

理）、制备及应用等方面进行总结，且制备或是从制备方法或是从碳源的分类，
如蔬菜、花、草或生物质废弃物进行归纳。生物质基 CDs 的应用，尤其生物成像、
LED 及防伪等对其荧光性能的调控提出了更高的要求，因此如何精准调控 CDs
的发光光谱和荧光强度是实现应用的关键。

（一）生物质基 CDs 制备
生物质材料含有大量的天然有机成分，可同时提供丰富的碳源和多种杂原子
（如 N、S 等），且这些有机成分含有较长的芳环体系，容易实现对 CDs 荧光性
能的调控和 QY 的改善，制备出不同发光颜色的生物质 CDs。此外，生物质材料

中富含的无机矿物质及多环芳香结构还可赋予其新的功能，利于其实际应用。
1. 蓝色荧光碳点
蓝色频率在 600~700THz 间，属高频光，是目前以生物质材料为碳源制备
CDs 较常见的发光颜色。不同生物质材料，其成分有所不同，因此采用不同生物

质材料作为碳源制备 CDs 的发光性能也有所不同。糖类是生物质材料中最常见
的一种有机成分，也是 CDs 合成的主要成分，因此含糖量高的小麦秸秆、樱桃、
荔枝、康乃馨、番茄汁、萝卜、紫苏、松木等生物质材料均可制备蓝光 CDs。
如 Liu 等选用小麦秸秆为碳源通过水热法制备出粒径为 2.1nm、QY 为 7.5%、寿

命为 9.86ns 的蓝光 CDs，成分分析表明其表面富含 C 和 O。Zhong 等选用康乃
馨为碳源直接碳化制备粒径范围为 6~9nm、QY 为 11.36% 的蓝光 CDs，FTIR 和
XPS 结果表明 CDs 表面除富含 C 和 O 外，还含有少量的 N 元素。蛋白质中含 N
量相对较高，富含蛋白质的生物质材料有鸡蛋、大豆、花生、牛奶等。如 Wang

等选用蛋壳膜为碳源，通过微波法制备出粒径为 5nm、QY 为 14% 的蓝光 N 掺
杂 CDs（N-CDs）。
Jia 等选用黑豆为碳源通过一步热解法制备了粒径为 5.16nm、QY 为 38.7%

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