senteziKarbon Kuantum Noktaları
Karbon kuantum noktalarının sentezi temel olarak iki kategoriye ayrılabilir: yukarıdan aşağıya yöntem ve aşağıdan yukarıya yöntem. Ön işlem, hazırlama ve sonraki işlemler yoluyla, karbon kuantum noktalarının boyutu kontrol edilebilir, yüzeyde pasifleştirilebilir, gereksinimleri karşılamak için heteroatomlarla katkılanabilir ve nanokompozitler yapılabilir.
Yukarıdan aşağıya yaklaşım
Yukarıdan aşağıya yöntem: lazer ablasyon yöntemi, elektrokimyasal yöntem, ark deşarj yöntemi.
ark deşarjı
Dr. Xu, ark deşarj yöntemini kullanarak karbon kaynağı olarak karbon külü kullanarak mavi ve sarı floresan karbon nanopartiküllerini sentezledi. Bottini ve ark. karbon kaynağı olarak tek duvarlı karbon nanotüpleri kullanarak sarı yeşil floresan karbon kuantum noktalarını sentezledi. Sun ve ark. fotoelektrik dönüşüm için kullanılabilen, 10 nm'den küçük nanokompozit parçacık boyutlarına sahip karbon kuantum noktaları hazırladı.
Ark boşaltma yöntemi nispeten düşük verime, karmaşık saflaştırmaya, zor ürün toplamaya, yüksek oksijen içeriğine sahiptir ve yüzey modifikasyonu gerektirmez. Lüminesans mekanizması karbon nanotüplerinkine benzer olabilir.
Lazer ablasyon yöntemi
Dr. Sun, lazer ablasyon yoluyla karbonu hedef olarak kullanarak floresan karbon kuantum noktaları hazırladı.
Dr. Hu, tek adımda lazer ablasyon yöntemini kullanarak eş zamanlı yüzey işlevselleştirmesi ile karbon kuantum noktalarını sentezledi.
Lazer ablasyon yöntemi, floresan karbon kuantum noktaları üretmek amacıyla yüzey durumunu değiştirmek için pahalı aletler ve organik çözücülerin eklenmesini gerektirir.
Elektrokimyasal yöntem
Elektrokimyasal oksidasyon yöntemi, elektrokimyasal yöntemler kullanılarak karbon kaynağı W'nin oksitlenmesiyle karbon kuantum noktalarının hazırlanması yöntemini ifade eder. Zhou ve diğerleri. çok duvarlı karbon nanotüplerin (MwCNT'ler) elektrokimyasal oksidasyonuyla karbon kuantum noktaları elde edildi.
Elektrokimyasal yöntemler, yüzey yapısı analizinde ve lüminesans mekanizması araştırmalarında düşük malzeme maliyeti, yumuşak koşullar, basit son işlem dahil olmak üzere benzersiz avantajlara sahiptir.
Aşağıdan yukarıya yaklaşım
Aşağıdan yukarıya yöntem: Organik karbonizasyon yöntemi, mikrodalga yöntemi, hidrotermal yöntem, yanma yöntemi, ultrasonik arıtma yöntemi vb.
Organik karbonizasyon yöntemi
Organik karbonizasyon yöntemi: Floresan yayma yeteneğine sahip karbon kuantum noktaları, organik öncüllerin karbonize edilmesiyle elde edilebilir ve yüzey işlevselleştirmeli suda çözünür/yağda çözünebilir karbon kuantum noktaları hazırlanabilir. Organik karbonizasyon yöntemleri iki kategoriye ayrılabilir: ısıtmalı karbonizasyon ve asit dehidrasyon karbonizasyonu. Bu yöntem, farklı karbonizasyon öncüllerini veya farklı yüzey kaplama ajanlarını seçerek karbon kuantum noktalarının performansını değiştirebilir.
Mikrodalga yöntemi
Mikrodalga, dalga boyu frekansı 300 MHz ila 300 GHz arasında olan elektromanyetik dalgaları ifade eder. Mikrodalganın özellikleri enerji konsantrasyonu, tekdüzelik, yüksek verimlilik ve kısa reaksiyon süresidir. Sükroz, grafit oksit (GO), glikoz, kitosan, polietilen glikol, dimetilformamid (DMF) vb. gibi farklı karbon kaynakları, karşılık gelen karbon kuantum noktalarının hazırlanması için seçilebilir.
Hidrotermal yöntem
Yüksek sıcaklık ve basınç koşulları altında çözücü olarak su kullanarak bir reaktörde maddeleri sentezleyin. Uzatma yöntemi organik çözücülerin kullanıldığı solvotermal yöntemdir. Hidrotermal hazırlama prosesi nispeten basit ve kontrol edilmesi kolaydır. Kapalı bir alanda eş zamanlı reaksiyona girmek, organik maddenin buharlaşmasını önleyebilir. Üretilen karbon kuantum noktalarının özellikleri kullanılan solvente bağlı olarak değişmektedir.
Yanma yöntemi
Yanma yöntemiyle karbon kuantum noktaları hazırlama prosesinin çalıştırılması basittir, düşük ekipman gereksinimleri gerektirir ve güçlü tekrarlanabilirliğe sahiptir, ancak ürünün parçacık boyutu dağılımının kontrol edilmesi zordur.
Ultrasonik tedavi yöntemi
Dr. Li, siyah bir süspansiyon oluşturmak için hidrojen peroksitli suya aktif karbon ekledi. Oda sıcaklığında ultrason işlemiyle seyreltilen süspansiyon daha sonra floresan olmayan maddelerin çıkarılması için bir selüloz membran kullanılarak vakumla diyaliz edilir. Filtrelemeden sonra elde edilen işlevselleştirilmiş karbon nanopartikülleri (FCNP'ler). Karbon kuantum noktalarının hazırlanmasına yönelik ultrasonik işlem yöntemi, düşük ekipman gereksinimleri, basit kullanım, düşük maliyet, yüksek verim ve düşük enerji tüketimi gerektirir.
Uygulama veya mekanizma araştırması için karbon kuantum noktalarının boyutunun kontrol edilmesi gerekir. Şu anda yaygın olarak kullanılan yöntem nanoreaktörlerde karbon kuantum noktaları hazırlamaktır. Organik başlangıç malzemesi, kılcal kuvvetler yoluyla gözenekli bir nanoreaktör içerisine emilir ve organik başlangıç malzemesi, nanoreaktörü çıkarmak ve karbon kuantum noktaları elde etmek için nanoreaktörde kırılır.
Yüzey pasifleştirme ve işlevselleştirme
Yüzey pasifleştirmesi olmayan karbon kuantum noktalarının kuantum verimliliği genellikle çok düşüktür. Belirli uygulama ihtiyaçlarını karşılamak için insanlar karbon kuantum noktalarını kovalent bağlanma, koordinasyon, π - π etkileşimi, sol jel etkileşimi ve diğer yollarla pasifleştirir ve işlevselleştirir. Karbon kuantum noktalarının işlevselleştirilmesi hem optik hem de fizikokimyasal özelliklerini geliştirebilir.
Heteroatom dopingi
Heteroatomlarla katkılama, maddelerin lüminesansını düzenlemek için yaygın olarak kullanılır. Yaygın heteroatomlar arasında nitrojen (N), sülfür (S), fosfor (P), silikon (Si), vb. yer alır. Azot (N) katkısı, fotolüminesansı önemli ölçüde artırabilir ve emisyon yoğunluğu nitrojen içeriğiyle ilişkilidir; Silikon (Si) katkılı karbon kuantum noktaları H2O2'ye spesifik bir tepki sergileyebilir.
Karbon kuantum noktalarının bileşimi
Karbon kuantum nokta kompozitleri, farklı uygulama alanlarının ihtiyaçlarını karşılamak için floresans özelliklerini inorganik nanopartiküllerin elektriksel, manyetik, optik ve diğer özellikleriyle birleştirebilir. Kompozit malzemeler özelliklerine göre iki türe ayrılabilirler: değerli metal kompozitler (Ag gibi) ve yarı iletken kompozitler (TiO2, Fe2O3, Cu2O vb.).
Karbon Kuantum Noktalarının Uygulanması
Karbon kuantum noktaları, güçlü fotolüminesans, güçlü elektron transfer yeteneği ve iyi biyouyumluluk gibi birçok mükemmel özelliğe sahiptir ve biyoloji, tıp, kimya mühendisliği ve elektronik gibi alanlarda çok büyük potansiyel uygulama değerine sahiptir.
Biyogörüntüleme
Karbon kuantum noktalarının güçlü lüminesansı ve iyi biyolojik düşük toksisitesi, yarı iletken kuantum noktalarının ve organik boyaların yerine kullanılabilir. Geleneksel hücre belirteçleriyle karşılaştırıldığında en büyük avantajı, araştırmacıların farklı görüntüleme ihtiyaçlarına göre uyarma ve emisyon dalga boylarını kontrol etmesi ve seçmesi açısından faydalı olan çok renkli ışıldamadır. Araştırmanın derinleşmesiyle birlikte, karbon kuantum noktalarının seçici hücre hedeflemesi, gelecekte biyolojik görüntüleme alanında geniş uygulama olanaklarına sahiptir.
Hastalık tedavisi
Karbon kuantum noktaları, belirli belirli tümörler için ışığa duyarlılaştırıcı görevi görebilirken, belirli alanlarda kümelenmiş karbon kuantum noktaları, belirli dalga boyunda ışınlama yoluyla kanser hücrelerinin büyümesini engelleyebilir. Araştırmacılar bunu aynı zamanda ilaçların veya genlerin dağıtım sürecini izlemek için bir nanotaşıyıcı ve izleyici olarak da kullanıyor. Karbon kuantum noktalarının floresans sinyali izlenerek ilaçların dağıtım etkisi çıkarılabilir, böylece enjeksiyon yöntemi ve ilaç dozajı optimize edilebilir.
Lüminesans malzemeler
Mükemmel optoelektronik özellikleri nedeniyle karbon kuantum noktaları fotoelektrik dönüşüm için kullanılabilir. Mirtchev ve ark. hazırlanan karbon kuantum noktası duyarlı titanyum dioksit güneş pilleri.
Fotokatalitik uygulamalar
Karbon kuantum noktalarının yüzeyi bol miktarda fonksiyonel gruba ve mükemmel elektron transfer yeteneğine sahiptir, bu da onlara mükemmel fotokatalitik ve elektrokimyasal katalitik performans sağlar. Yu ve diğerleri. tek adımlı bir hidrotermal yöntem kullanarak karbon kuantum noktaları P25 TiO2 nanokompozitlerini hazırladı. Karbon kuantum noktaları elektron depolama havuzları olarak görev yapar ve UV ışınımı altında P25 TiO2'nin katalitik hidrojen üretimini etkili bir şekilde destekleyebilir.
Kimyasal algılama
Karbon kuantum noktalarının düşük toksisitesi, biyouyumluluğu ve fotostabilitesi metal iyonları, metaller ve anyonlar gibi molekülleri tespit etmek için kullanılabilir.
Floresan mürekkep
Karbon kuantum noktaları, ultraviyole ışık ışınlaması altında önemli derecede floresans yayabilir ve güçlü fotostabiliteye sahip olduğundan, floresan mürekkepler olarak kullanılmalarını sağlar. Gao ve diğerleri. Sahteciliğe karşı mürekkep ve bilgi şifrelemesi için Kağıt Kesimleri üzerine renksiz karbon kuantum noktaları basıldı.
SAT NANO, Çin'deki en iyi CQD karbon kuantum nokta nanoparçacık tedarikçilerinden biridir, eğer ilginç bir şey varsa, lütfen admin@satnano.com adresinden bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.
