Page 85 - 化工安全生产与环保技术

化工安全生产与环保技术

种 CDs（CP 和 CD）光学性能的差异主要来源于粒径尺寸的影响，亮绿色 CDs
粒径较小，浅绿色 CDs 粒径较大。颗粒尺寸增加，发光光谱红移；颗粒尺寸减
小，比表面积增加，陷阱位置的数量与光激发电子数量之比越高，QY 就越高。

随后，Singaravadivel 等选用富含纤维素（43%~50%）、半纤维素（16%~20%）
和木质素（12%~16%）的香蕉茎秆为碳源，采用乙醇溶剂热法制备了粒径为2.5nm、
QY 为 48% 的绿色荧光 CDs，且表现出激发波长依赖性，发现 CDs 表面含有丰
富的羟基、羰基和羧基官能团，表面的高氧化度促进了发射波长红移。

与上述方法相似，Hu 等以蔗糖水溶液为碳源，通过微波法也制备出高亮度、
高表面氧化度的绿色荧光 CDs。与上述方法不同，Shi 等选用含大量碳水化合
物、维生素、矿物质及黄酮的橙皮为碳源，乙二醇作为钝化剂，通过微波法制备
出粒径为 4.2nm、QY 和荧光寿命分别为 16.2% 和 2.99ns 的绿色荧光 CDs。表征

发现 CDs 的表面含有丰富的氨基，氨基钝化促进 CDs 本征态发射增加，使荧光
强度增强；同时赋予 CDs 表面新的能级，使其发射波长红移，表现出强绿色荧
光。Liu 等利用从云杉中获得的碱木质素与间苯二胺一锅水热处理制备蓝绿色荧
光 N-CDs，表现出 pH 和激发波长相关的荧光发射行为，CDs 表面保留了碱木质

素中具有高含氧官能团的复杂芳香结构，对于共轭石墨核的形成和表面功能化有
很大帮助。生物质绿色荧光 CDs 目前研究较少，基于上述分析发现，发光光谱
红移与量子尺寸效应和表面态有直接的关系。CDs 尺寸增加，发光光谱红移，但
QY 减小；表面含氧量增加，发光光谱红移。在合成手段上，可选用含氧量丰富

的生物质材料作为碳源，或者通过溶剂热反应增加聚合度来实现绿色荧光生物质
CDs 的制备。因此未来还需要大量的研究探索绿色荧光生物质 CDs 的碳源及 QY
提高的手段，同时完善其发光红移机制。
3. 红色荧光碳点

红色因其发射波长、在生物成像应用方面穿透深度深、不受生物组织自身荧
光干扰而备受关注。叶绿素具有卟啉结构，表现出强烈的近红外吸收和发射，是
红光 CDs 合成的优质原料。如 Li 等先用乙醇和水的混合溶液从菠菜中提取叶绿
素，再通过乙醇溶剂热法制备出 QY 为 15.34% 的水溶性红光 CDs。分析结果表明，

CDs 表面具有丰富的羧基、羟基和少量卟啉结构，卟啉结构是 CDs 发出红外光
的重要原因。Zhao 等从小白菜中通过乙醇和丙酮混合溶液提取叶绿素，然后与
聚氯乙烯二胺（NH 2 -PEG-NH 2 ）一起通过溶剂热法合成具有单激发、双发射的生

·74·