《聚合物碳點的可控合成和螢光機理研究》是依託吉林大學，由朱守俊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聚合物碳點的可控合成和螢光機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱守俊
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
發光碳材料作為一種新型的螢光材料，近年來已經得到人們的廣泛關注。本課題主要關注三種最為典型的螢光碳材料：石墨烯量子點、碳納米點和聚合物點（三者統稱為碳點）。碳點的合成方法簡單高效，原料來源廣泛，包括“自下而上”有機物脫水、交聯和碳化法以及各種碳源“自上而下”裂解法。碳點具有優良的發光性，可套用的光電轉化能力，良好的生物相容性和低毒性，回響性的螢光淬滅/增強性質，以及易於化學修飾和功能集成性。這些優點使螢光碳點在諸多領域都有著廣泛的套用。然而迄今為止，碳點的螢光機理依然是研究者爭論的課題。由於碳點種類繁多、結構的“非確定性”，其可能存在多種螢光機理：碳核的量子限域效應；碳骨架和鍵連化學基團雜化的邊緣態；碳點表面或內部存在的鍵連分子態。本課題將從可控合成出發，利用模型體系研究結構和發光關係，闡明系列碳點類材料的發光機理，進而指導其高效合成及新穎套用。
結題摘要
碳點具有優良的發光性，可套用的光電轉化能力，良好的生物相容性和低毒性，回響性的螢光淬滅/增強性質，以及易於化學修飾和功能集成性。這些優點使螢光碳點在諸多領域都有著廣泛的套用。本課題主要關注三種最為典型的螢光碳材料：石墨烯量子點、碳納米點和聚合物點（三者統稱為碳點）。碳點的合成方法簡單高效，原料來源廣泛，包括“自下而上”有機物脫水、交聯和碳化法以及各種碳源“自上而下”裂解法。然而迄今為止，碳點的螢光機理依然是研究者爭論的課題。由於碳點種類繁多、結構的“非確定性”，其可能存在多種螢光機理：碳核的量子限域效應；碳骨架和鍵連化學基團雜化的邊緣態；碳點表面或內部存在的鍵連分子態。我們研究了石墨烯量子點（GQDs）、碳納米點（CNDs）以及聚合物點（PDs）的螢光機理：1.碳核相關的量子尺寸效應和共軛π結構；2.碳結構和邊緣基團雜化的邊緣態；3.碳點表面或內部鍵連的分子態發光；4.交聯增強發射效應。我們還實現了聚合碳點的室溫磷光現象和紅光碳點。具體來講我們從可控合成出發，利用模型體系研究結構和發光關係，闡明系列碳點類材料的發光機理，進而指導其高效合成及新穎套用。我們提出了聚合物碳點的概念，探討了它們特殊的結構，螢光發射，以及可能的螢光機理。聚合物碳點是指擁有豐富聚合物結構而且碳化程度較低的納米粒子，它們可以通過單體或者非共軛聚合物的縮聚、交聯和輕度碳化所製備的。聚合物碳點可以視為高交聯度的高分子團簇或者低碳化度的碳點。聚合物碳點具有本徵螢光性質，其螢光可能由以下的一種或者幾種因素機制：與碳點相似的螢光機制，與非共軛螢光聚合物相似的螢光機制，CEE效應以及分子態螢光等機制。正確理解聚合物碳點的概念，避免其與碳化程度高的碳點混淆，在該領域材料的研究中具有重要意義。
