量子點的微反應合成及套用

量子點的微反應合成及套用

《量子點的微反應合成及套用》是2020年7月華東理工大學出版社出版的圖書,作者是欒偉玲,該書主要講述了量子點的微反應合成及套用等相關內容。

基本介紹

  • 中文名:量子點的微反應合成及套用
  • 作者:欒偉玲
  • 出版社:華東理工大學出版社
  • ISBN:9787562857167
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,

內容簡介

本書通過多個具體實例,在化學反應和化學工程的交叉領域詳實、深入、系統地介紹了多種量子點材料的微反應合成方法、性能及其在能源、生物、環境、機械等領域的套用。本書深入淺出地介紹了微反應技術的背景知識,系統分述了微反應技術在材料合成中的發展及在工業套用中的新進展。此外,本書還分析了材料規模化生產的前景,為解決工業裝置中的放大問題,使量子點從實驗室合成走向工業化製備和生產套用提供了指導,也為開發高效、低耗、安全、可控的現代化工技術提供了有益的啟示。本書在理論分析、工藝實踐上均具有重要的參考價值,對於讀者了解量子點的基本知識以及微反應合成技術,納米材料相關領域科研人員了解科技前沿研究進展都大有裨益。

圖書目錄

第1章 量子點的概述 ………………………………………………………… 1
1.1 量子點的概念…………………………………………………………… 1
1.2 量子點發光原理………………………………………………………… 3
1.3 量子點的光譜調控……………………………………………………… 4
1.4 量子點的光學性能……………………………………………………… 4
1.5 量子點的合成…………………………………………………………… 6
1.5.1 有機金屬高溫溶劑熱法製備量子點研究進展……………………… 6
1.5.2 水溶性量子點的製備……………………………………………… 8
1.6 量子點的表征方法……………………………………………………… 9
1.6.1 吸收光譜和螢光光譜……………………………………………… 9
1.6.2 螢光量子產率…………………………………………………… 10
1.6.3 X射線衍射(XRD) ……………………………………………… 10
1.6.4 X射線能譜(EDS)………………………………………………… 10
1.6.5 電感耦合電漿發射光譜(ICP-AES)…………………………… 11
1.6.6 場發射透射電鏡(FE-TEM) ……………………………………… 11
1.7 量子點的套用………………………………………………………… 11
1.7.1 量子點在發光二極體中的套用…………………………………… 12
1.7.2 量子點在太陽能電池領域的套用………………………………… 14
1.7.3 量子點在生物醫學中的套用……………………………………… 16
1.7.4 量子點在離子測定中的套用……………………………………… 17
第2章 微反應技術…………………………………………………………… 26
2.1 微反應技術的基本概念……………………………………………… 26
2.2 微反應技術的特點…………………………………………………… 27
2.3 微反應系統的製造…………………………………………………… 29
2.3.1 常用材料………………………………………………………… 29
2.3.2 加工技術………………………………………………………… 30
2.3.3 連線技術………………………………………………………… 36
2.4 微反應技術的套用…………………………………………………… 39
2.4.1 微反應技術在化工領域的套用………………………………… 40
2.4.2 微反應技術在生物領域的套用………………………………… 45
2.4.3 微反應技術在熱動力領域的套用……………………………… 47
第3章 CdX(X=Se,S)/ZnS及Ⅱ-Ⅵ族複合結構量子點全連續微反應合成…… 54
3.1 概述…………………………………………………………………… 54
3.2 CdX(X=Se,S)/ZnS全連續微反應合成………………………… 54
3.2.1 CdSe 前驅體合成工藝最佳化………………………………………… 54
3.2.2 CdS/ZnS 核殼量子點合成工藝最佳化……………………………… 69
3.3 Ⅱ Ⅵ族複合結構量子點全連續微反應合成………………………… 74
3.3.1 綠色到深紅色螢光CdSexS1-x合金結構量子點…………………… 74
3.3.2 近紅外螢光CdSexTe1-x合金量子點……………………………… 82
3.4 微反應模組系統放大合成核殼結構量子點………………………… 94
3.4.1 微模組介紹……………………………………………………… 94
3.4.2 微模組反應系統的搭建…………………………………………… 98
3.4.3 核殼結構量子點的放大生產……………………………………… 99
第4章 高效發光CuInS2和CuInS2/ZnS量子點的合成及連續化工藝研究…… 110
4.1 概述…………………………………………………………………… 110
4.2 低溫合成廣譜發光核殼CIS/ZnS量子點的研究………………… 111
4.2.1 實驗方法……………………………………………………… 111
4.2.2 ZnS的包裹對CIS吸收特性的影響和CIS/ZnS的晶體結構分析…… 112
4.2.3 CIS核反應時間對光學特性的影響……………………………… 115
4.2.4 ZnS包裹溫度對CIS螢光量子產率的影響……………………… 116
4.2.5 配體修飾對量子點光學特性和晶體生長的影響…………………… 117
4.3 高效發光梯度核殼CIS/ZnS量子點的合成工藝研究…………… 121
4.3.1 實驗方法……………………………………………………… 121
4.3.2 CIS/ZnS發光動力學研究……………………………………… 121
4.3.3 ZnS殼層包裹時間和核反應時間對CIS/ZnS螢光特性的影響…… 123
4.3.4 Zn/Cu原料摩爾比對CIS/ZnS發光特性的影響………………… 124
4.3.5 殼層包裹溫度對CIS/ZnS發光特性的影響……………………… 125
4.3.6 CIS/ZnS的化學穩定性………………………………………… 126
4.4 CIS和CIS/ZnS量子點的放大生產……………………………… 126
4.4.1 實驗工藝及方法………………………………………………… 126
4.4.2 主要微反應設備的基本原理及特徵……………………………… 128
4.4.3 基於微反應器的放大分析……………………………………… 129
第5章 量子點的規模化生產工藝設計及經濟性分析 ……………………… 134
5.1 概述…………………………………………………………………… 134
5.1.1 量子點市場分析………………………………………………… 134
5.1.2 總資產投資分析………………………………………………… 135
5.1.3 總生產成本分析………………………………………………… 136
5.2 工業化微反應器大小初步試算……………………………………… 137
5.2.1 工藝說明……………………………………………………… 137
5.2.2 設計依據……………………………………………………… 138
5.2.3 工藝部分……………………………………………………… 138
5.2.4 循環冷卻水水質………………………………………………… 140
5.2.5 主要設備……………………………………………………… 140
5.2.6 微反應設備……………………………………………………… 141
5.3 項目投資與經濟性分析……………………………………………… 142
5.3.1 資本投資估算…………………………………………………… 142
5.3.2 總生產成本估算………………………………………………… 143
第6章 含鎘量子點在離子檢測中的套用 …………………………………… 146
6.1 油相合成量子點表面功能化修飾…………………………………… 146
6.2 水溶性量子點………………………………………………………… 149
6.3 CdSe/ZnS量子點對金屬離子的選擇性測試……………………… 153
6.3.1 實驗過程……………………………………………………… 153
6.3.2 不同金屬離子對量子點螢光強度的影響………………………… 153
6.3.3 CdSe/ZnS量子點對Pb2 的定量檢測…………………………… 154
6.3.4 Pb2 對量子點螢光猝滅機理的探討……………………………… 155
第7章 量子點在太陽能電池中的套用……………………………………… 159
7.1 概述…………………………………………………………………… 159
7.1.1 太陽能電池的工作原理………………………………………… 161
7.1.2 納米晶在太陽能電池中的套用…………………………………… 161
7.2 量子點聚合物太陽能電池結構設計………………………………… 162
7.2.1 傳統結構電池的特點…………………………………………… 162
7.2.2 反向結構電池的特點…………………………………………… 163
7.2.3 太陽能電池的結構構建與製備…………………………………… 164
7.3 CdSe納米晶聚合物複合太陽能電池的製備……………………… 165
7.3.1 納米晶聚合物電池中各能級的標定……………………………… 166
7.3.2 活性層厚度的最佳化……………………………………………… 170
7.3.3 熱處理工藝的最佳化……………………………………………… 171
7.3.4 CdSe納米晶對光電性能的影響………………………………… 173
7.3.5 電池的穩定性…………………………………………………… 176
7.4 FeS2納米晶聚合物複合太陽能電池的製備……………………… 176
7.4.1 水熱法製備FeS2黃鐵礦納米晶………………………………… 178
7.4.2 燒瓶溶劑熱法製備FeS2黃鐵礦納米晶…………………………… 180
7.4.3 FeS2納米晶聚合物太陽能電池性能……………………………… 182
7.4.4 FeS2納米晶LUMO與HOMO值的測試………………………… 183
7.4.5 FeS2納米晶聚合物太陽能電池的能級結構……………………… 184
7.4.6 電池的穩定性…………………………………………………… 186
7.4.7 光強變化對電池性能的影響……………………………………… 189
第8章 量子點在結構健康監測中的套用…………………………………… 194
8.1 結構健康監測的概述………………………………………………… 194
8.1.1 背景…………………………………………………………… 194
8.1.2 裂紋檢測方法…………………………………………………… 195
8.1.3 應力應變檢測方法……………………………………………… 197
8.1.4 量子點受力導致性能變化的研究………………………………… 199
8.2 量子點的微裂紋監測………………………………………………… 200
8.2.1 實驗試樣的製備工藝…………………………………………… 200
8.2.2 螢光信號產生及裂紋寬度監測範圍……………………………… 202
8.2.3 裂尖形成步驟…………………………………………………… 207
8.2.4 環氧樹脂膜裂紋與金屬裂紋的同步性考察……………………… 208
8.2.5 原位拉伸下微裂紋實時監測……………………………………… 210
8.2.6 量子點環氧樹脂膜螢光回響機理討論…………………………… 212
8.3 量子點的應力應變監測……………………………………………… 213
8.3.1 實驗試樣的製備工藝…………………………………………… 213
8.3.2 量子點環氧樹脂拉伸及壓縮過程中的應力應變回響……………… 214
8.3.3 量子點環氧樹脂監測金屬應力應變……………………………… 218
8.3.4 螢光強度應力應變關係機理分析……………………………… 222
8.4 量子點環氧樹脂的螢光性能影響因素研究……………………… 228
8.4.1 溫度對螢光穩定性的影響……………………………………… 228
8.4.2 量子點濃度對螢光穩定性的影響………………………………… 229
8.4.3 激發光強對螢光穩定性的影響…………………………………… 229
8.4.4 激發時長對螢光穩定性的影響…………………………………… 230
8.4.5 重複激發對螢光穩定性的影響…………………………………… 231
8.4.6 量子點螢光性能變化的機理研究………………………………… 232
第9章 微反應技術在醫療衛生領域的套用………………………………… 237
9.1 生命科學領域………………………………………………………… 237
9.1.1 臨床分析……………………………………………………… 238
9.1.2 免疫分析……………………………………………………… 238
9.1.3 法醫鑑定……………………………………………………… 239
9.1.4 單細胞分析……………………………………………………… 240
9.1.5 組織器官晶片………………………………………………… 241
9.2 公共衛生領域………………………………………………………… 244
9.3 醫藥領域……………………………………………………………… 245
9.4 農業領域……………………………………………………………… 246
9.5 總結…………………………………………………………………… 247

作者簡介

欒偉玲博士,教授,博士生導師,教育部優秀青年教師、上海市曙光學者、上海市教育系統巾幗建功標兵。圍繞微化學機械系統基礎理論及套用、納米材料合成及能源技術、智慧型裝備監測開展研究,主持國家自然科學基金、國家重點基礎研究發展計畫(973計畫)子課題、教育部科學技術研究重點計畫、教育部優秀青年教師資助計畫、中德國際合作研究計畫、上海市優秀留學歸國人員科研基金、上汽集團科技發展基金等多項攻關課題。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們