张旭涛:基于碳纳米点组装体系的功能发光及多孔碳材料研究论文

张旭涛:基于碳纳米点组装体系的功能发光及多孔碳材料研究论文

本文主要研究内容

作者张旭涛(2019)在《基于碳纳米点组装体系的功能发光及多孔碳材料研究》一文中研究指出:碳纳米点是一种粒径小于10 nm的纳米颗粒,通常由碳、氢、氧和氮组成。作为一种新兴的碳纳米材料,碳纳米点具有低毒性、低成本以及优异的生物相容性等优点。由于具有诸多优秀的光电性质,碳纳米点在近些年被广泛研究。从合成上来讲,碳纳米点的合成方法简单快速,合成原料成本低廉;从结构上来讲,碳纳米点具有碳核和丰富的表面官能团,一般为球状纳米粒子,尺寸通常小于10 nm;从性质上来讲,碳纳米点具有优秀的发光性质,表面大量的官能团赋予其良好的可修饰性,同时碳纳米点具有低毒性和环境友好性;从应用上来讲,碳纳米点在纳米传感、光催化、生物及光电器件等领域都有广泛的应用。目前,碳纳米点的发光性质已被广泛研究。通过拓展多方面的研究,可以使碳纳米点在更多的应用领域中崭露头角。本论文对碳纳米点的研究体现在如下几个方面:(1)通过诱导碳纳米点在非极性溶剂中自组装,使得碳纳米点聚集诱导猝灭,实现碳纳米点水致荧光增强并用于双重荧光加密;(2)利用冻干自组装方法,可以由碳纳米点构建相应的组装结构,并经高温热处理后,实现基于碳纳米点组装体系的高氮掺杂多孔碳框架;(3)探索基于碳纳米点组装体系的多孔碳框架在碱金属离子电池领域的应用。本论文的具体内容如下:首先,以低成本原料柠檬酸和尿素分别作为碳源和氮源,利用N,N-二甲基甲酰胺或水作为溶剂,选用不同反应比例及反应时间,在不同的微波功率下制备了一系列氮掺杂碳纳米点。碳纳米点的荧光可以实现从蓝光到绿光的光学调控。通过对碳纳米点的结构表征,我们发现碳纳米点可以在非极性溶剂中自组装,实现由几个纳米的碳纳米点构建100~250 nm的超碳纳米点组装体。我们将具有多色荧光的碳纳米点通过自组装获得了超碳纳米点,并将其与纸复合获得了超碳纳米点复合纸。经喷水处理后,原本由于聚集诱导猝灭而无荧光发射的超碳纳米点重新分散为碳纳米点,实现荧光增强。该超碳纳米点复合纸还可用于指纹采集和将喷水打印与手写结合的双重荧光加密;冷冻干燥法可获得具有三维疏松多孔的组装结构,经高温热处理后得以获得基于碳纳米点组装体系的高氮掺杂多孔碳框架;最后,我们也通过以高氮掺杂多孔碳框架为活性材料,获得了碱金属离子负极,并通过以锂、钠和钾金属片作为对电极组装了扣式电池。通过测试数据表明,所制备的碳纳米点基多孔碳框架负极实现了在锂离子、钠离子和钾离子等碱金属离子电池中的应用,并获得了良好的循环稳定性和倍率稳定性。

Abstract

tan na mi dian shi yi chong li jing xiao yu 10 nmde na mi ke li ,tong chang you tan 、qing 、yang he dan zu cheng 。zuo wei yi chong xin xing de tan na mi cai liao ,tan na mi dian ju you di du xing 、di cheng ben yi ji you yi de sheng wu xiang rong xing deng you dian 。you yu ju you zhu duo you xiu de guang dian xing zhi ,tan na mi dian zai jin xie nian bei an fan yan jiu 。cong ge cheng shang lai jiang ,tan na mi dian de ge cheng fang fa jian chan kuai su ,ge cheng yuan liao cheng ben di lian ;cong jie gou shang lai jiang ,tan na mi dian ju you tan he he feng fu de biao mian guan neng tuan ,yi ban wei qiu zhuang na mi li zi ,che cun tong chang xiao yu 10 nm;cong xing zhi shang lai jiang ,tan na mi dian ju you you xiu de fa guang xing zhi ,biao mian da liang de guan neng tuan fu yu ji liang hao de ke xiu shi xing ,tong shi tan na mi dian ju you di du xing he huan jing you hao xing ;cong ying yong shang lai jiang ,tan na mi dian zai na mi chuan gan 、guang cui hua 、sheng wu ji guang dian qi jian deng ling yu dou you an fan de ying yong 。mu qian ,tan na mi dian de fa guang xing zhi yi bei an fan yan jiu 。tong guo ta zhan duo fang mian de yan jiu ,ke yi shi tan na mi dian zai geng duo de ying yong ling yu zhong chan lou tou jiao 。ben lun wen dui tan na mi dian de yan jiu ti xian zai ru xia ji ge fang mian :(1)tong guo you dao tan na mi dian zai fei ji xing rong ji zhong zi zu zhuang ,shi de tan na mi dian ju ji you dao cu mie ,shi xian tan na mi dian shui zhi ying guang zeng jiang bing yong yu shuang chong ying guang jia mi ;(2)li yong dong gan zi zu zhuang fang fa ,ke yi you tan na mi dian gou jian xiang ying de zu zhuang jie gou ,bing jing gao wen re chu li hou ,shi xian ji yu tan na mi dian zu zhuang ti ji de gao dan can za duo kong tan kuang jia ;(3)tan suo ji yu tan na mi dian zu zhuang ti ji de duo kong tan kuang jia zai jian jin shu li zi dian chi ling yu de ying yong 。ben lun wen de ju ti nei rong ru xia :shou xian ,yi di cheng ben yuan liao ning meng suan he niao su fen bie zuo wei tan yuan he dan yuan ,li yong N,N-er jia ji jia xian an huo shui zuo wei rong ji ,shua yong bu tong fan ying bi li ji fan ying shi jian ,zai bu tong de wei bo gong lv xia zhi bei le yi ji lie dan can za tan na mi dian 。tan na mi dian de ying guang ke yi shi xian cong lan guang dao lu guang de guang xue diao kong 。tong guo dui tan na mi dian de jie gou biao zheng ,wo men fa xian tan na mi dian ke yi zai fei ji xing rong ji zhong zi zu zhuang ,shi xian you ji ge na mi de tan na mi dian gou jian 100~250 nmde chao tan na mi dian zu zhuang ti 。wo men jiang ju you duo se ying guang de tan na mi dian tong guo zi zu zhuang huo de le chao tan na mi dian ,bing jiang ji yu zhi fu ge huo de le chao tan na mi dian fu ge zhi 。jing pen shui chu li hou ,yuan ben you yu ju ji you dao cu mie er mo ying guang fa she de chao tan na mi dian chong xin fen san wei tan na mi dian ,shi xian ying guang zeng jiang 。gai chao tan na mi dian fu ge zhi hai ke yong yu zhi wen cai ji he jiang pen shui da yin yu shou xie jie ge de shuang chong ying guang jia mi ;leng dong gan zao fa ke huo de ju you san wei shu song duo kong de zu zhuang jie gou ,jing gao wen re chu li hou de yi huo de ji yu tan na mi dian zu zhuang ti ji de gao dan can za duo kong tan kuang jia ;zui hou ,wo men ye tong guo yi gao dan can za duo kong tan kuang jia wei huo xing cai liao ,huo de le jian jin shu li zi fu ji ,bing tong guo yi li 、na he jia jin shu pian zuo wei dui dian ji zu zhuang le kou shi dian chi 。tong guo ce shi shu ju biao ming ,suo zhi bei de tan na mi dian ji duo kong tan kuang jia fu ji shi xian le zai li li zi 、na li zi he jia li zi deng jian jin shu li zi dian chi zhong de ying yong ,bing huo de le liang hao de xun huan wen ding xing he bei lv wen ding xing 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)的张旭涛,发表于刊物中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)2019-07-18论文,是一篇关于碳纳米点论文,组装体系论文,荧光加密论文,多孔碳论文,碱金属离子电池论文,中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)2019-07-18论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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