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化工安全生产与环保技术

手段，如 Packirisamy 等以姜黄素为原料、乙醇为溶剂，通过溶剂热法制备出粒
径为 3.28nm 的亮蓝色荧光 CDs，在相同的条件下又通过在制备过程中加入聚乙
烯亚胺（PEI）进行修饰制备出平均直径为 4.45nm 的海洋绿荧光 CDs，同时发现

PEI 改性后荧光强度也有效增强。最近，Lu 等分别以牛油果皮和果肉为碳源，通
过水热反应制备了两种不同的生物质 CDs，分别发出蓝色和蓝绿色荧光，并指出
引起相对红移的主要因素是蓝绿色荧光 CDs 中含有较多的石墨氮。
综上分析可知，相同的碳源在制备过程中通过控制溶剂、掺杂元素、添加

表面改性剂等反应条件，改变脱水、碳化、表面官能团形成等反应过程，进而对
CDs 的粒径大小和表面缺陷进行调控，从而制备出多色发光的 CDs。
5. 室温磷光碳点
室温磷光（RTP）是一种缓慢发光的光致发光现象，当激发光停止后，发光

现象仍能持续存在。由于 CDs 具有易制备、高光稳定性和突出的生物相容性等
特点，因而在构建 RTP 材料方面具有深远的前景。通常，室温磷光现象可通过
在 CDs 制备过程中引入杂原子或将 CDs 嵌入宿主基质（如聚乙烯醇、二氧化硅、
硼酸、尿素、纤维素、聚丙烯酰胺）等方式产生。如 Liu 等以富含硅和碳的废弃

生物质谷壳作为原料、SiO 2 作为宿主基质制备出具有超长余辉寿命（5.72s）、
较高 QY（21.3%）和极高稳定性的 RTP 碳点材料，该方法巧妙地利用溶胶凝
胶法将 CDs 原位封装在巨大的 Si—O 四面体网络空间中，然后通过煅烧形成对
CDs 具有限域作用的三维（3D）空间，隔离外部氧气和湿度等对 CDs 荧光猝灭

的因素。同时刚性结构与 CDs 之间稳定的共价键和氢键可稳定 CDs 的三重激发
态，提高 CDs 的磷光性能。但煅烧温度逐渐升高到 700℃时，SiO 2 基质部分崩塌，
CDs 含量降低，磷光发射强度降低。
Chen 等受木质素荧光的启发，将羧甲基纤维素基 CDs 限制在生物质来源的

纤维素纤维中，制备出与激发 / 温度 / 湿度有关的长余辉生物质磷光材料，在高
级防伪和加密方面显示出优越的潜在应用。随后，该课题组又开发了一种通用
的 3D 限制策略，通过将羧甲基纤维素基 CDs 原位交联到一个 3D 聚丙烯酰胺聚
合物网络中，制备出坚固的聚合物基 CDs 掺杂的 RTP 材料，提出利用聚合物网

络中的碳点、3D 结构实现超长寿命磷光。所得材料的 RTP 在不同的极性有机溶
剂中不猝灭，通过调节交联量或改变三维分子网络的干燥温度可以很容易地调节
RTP 的寿命。并通过实验和理论计算证明了 3D 分子约束和强氢键是 RTP 发射的

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