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我國已經(jīng)研制出硫酸鋇包覆碳納米點(diǎn)的超穩(wěn)強(qiáng)熒光復(fù)合材料
圖1 基于碳納米點(diǎn)與硫酸鋇的高效復(fù)合材料制備示意圖
近日，中科院曲松楠等人首次研制出硫酸鋇包覆碳納米點(diǎn)的超穩(wěn)定、強(qiáng)熒光復(fù)合材料，該工作利用靜電誘導(dǎo)自組裝過程，通過碳納米點(diǎn)表面電荷逐步靜電吸附離子并原位形成無機(jī)包覆層，實(shí)現(xiàn)具有超高穩(wěn)定性、強(qiáng)發(fā)光的碳納米點(diǎn)復(fù)合材料，在開發(fā)基于碳納米點(diǎn)的光電器件領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。
圖2 基于碳納米點(diǎn)與硫酸鋇的高效復(fù)合材料的（a）室光及（b）紫外光下照片（c）復(fù)合材料的發(fā)光光譜（d-f）在不同激發(fā)波長下，熒光顯微鏡照片
發(fā)光碳納米點(diǎn)是近十年發(fā)展起來的一類重要發(fā)光材料。大量研究表明其具有良好的光穩(wěn)定性、優(yōu)異的發(fā)光性質(zhì)、低廉的制備成本、良好的生物相容性等優(yōu)勢(shì)，引起國際上的廣泛關(guān)注，其在生物成像、傳感、催化、激光、光電器件及照明等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用。然而，碳納米點(diǎn)在白光照明中的應(yīng)用進(jìn)展緩慢，主要問題是碳納米點(diǎn)在固態(tài)時(shí)存在嚴(yán)重的聚集引起熒光淬滅問題，不能在固態(tài)照明器件中應(yīng)用。
圖3 （a）單純碳納米點(diǎn)的熱失重曲線（b）復(fù)合材料的熒光強(qiáng)度隨溫度變化曲線（c）復(fù)合材料在不同溫度下的熒光顯微鏡照片（d）熒光色素鈉在不同溫度下的熒光顯微鏡照片
針對(duì)這一難題，中科院采取碳納米點(diǎn)表面逐步靜電吸附離子并原位形成無機(jī)包覆層的解決方案。利用碳納米點(diǎn)表面電荷逐步靜電吸附鋇離子以及硫酸根離子，最終原位形成硫酸鋇包覆碳納米點(diǎn)的強(qiáng)熒光復(fù)合材料（熒光量子效率27%）。該復(fù)合材料能夠在經(jīng)過300°C處理后保持90%以上的熒光性質(zhì)，并且在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及有機(jī)溶劑中保持穩(wěn)定�；谶@種優(yōu)良的穩(wěn)定性以及強(qiáng)熒光性質(zhì)，該復(fù)合材料可以作為顏色轉(zhuǎn)換層應(yīng)用于發(fā)光二極管照明光源（LEDs）中，通過調(diào)節(jié)復(fù)合材料的比例可以實(shí)現(xiàn)不同色溫的白光LEDs。
圖4 基于碳納米點(diǎn)與硫酸鋇高效復(fù)合材料的發(fā)光LEDs照
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