科學(xué)家研制出高載負(fù)量、高熒光亮度碳納米點(diǎn)

近期，中科院長(zhǎng)春光機(jī)所曲松楠團(tuán)隊(duì)首次研制出高載負(fù)量、高熒光亮度的碳納米點(diǎn)@二氧化硅復(fù)合凝膠。該工作利用碳納米點(diǎn)表面大量的羥基官能團(tuán)引發(fā)正硅酸乙酯水解，在碳納米點(diǎn)表面原位包覆二氧化硅。在高濃度的碳納米點(diǎn)乙醇溶液中，實(shí)現(xiàn)具有高載負(fù)量、高熒光亮度的碳納米點(diǎn)@二氧化硅復(fù)合凝膠，并可進(jìn)一步獲得熒光效率高達(dá)41%的干凝膠粉體材料，在開發(fā)基于碳納米點(diǎn)的發(fā)光器件領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。相關(guān)成成果發(fā)布于《材料化學(xué)》。發(fā)光碳基納米點(diǎn)是近幾年發(fā)展起來的新型碳基納米發(fā)光材料。然而，基于碳納米點(diǎn)的固態(tài)發(fā)光材料發(fā)展遇到瓶頸。如何在高載負(fù)量的碳納米點(diǎn)體系下實(shí)現(xiàn)高的熒光量子效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高亮度的發(fā)光，已成為碳納米點(diǎn)在發(fā)光器件中應(yīng)用的關(guān)鍵。

科研人員利用碳納米點(diǎn)表面具有的大量羥基官能團(tuán)引發(fā)正硅酸乙酯水解，可原位包覆二氧化硅的方案，制備出碳納米點(diǎn)與二氧化硅的復(fù)合材料。研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳納米點(diǎn)乙醇溶液濃度較低時(shí)，得到的是碳納米點(diǎn)@二氧化硅復(fù)合納米粒子。但在高濃度的碳納米點(diǎn)乙醇溶液中，由于碳納米點(diǎn)在短時(shí)間內(nèi)引發(fā)正硅酸乙酯水解，因而使得碳納米點(diǎn)在尚未聚集時(shí)，即在碳納米點(diǎn)表面原位復(fù)合二氧化硅，進(jìn)而形成凝膠。

該碳納米點(diǎn)@二氧化硅復(fù)合干凝膠粉末熒光量子效率高達(dá)41%，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了高載負(fù)量、高熒光量子效率復(fù)合材料的合成。同時(shí)，這種制備方法也適用于表面同樣具有豐富羥基的藍(lán)光碳納米點(diǎn)，進(jìn)而得到高熒光亮度的藍(lán)光碳納米點(diǎn)@二氧化硅復(fù)合凝膠。

(信息來源：科學(xué)網(wǎng))