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摘 要

本论文的主要内容是：用水热法制备了一种新型的的荧光碳点(CDs)。以胞嘧啶和不同特点的二胺类化合物为原料,用水作为溶剂,利用水热反应釜在180℃的高温下经过6个小时的合成制备出所需要的新型碳点溶液。我们在对其光学性能进行研究时选用了红外吸收光谱和荧光光谱, 在对其碳量子点的组成和形貌进行表征时选用了X-射线衍射和傅里叶变换红外光谱等方法。然后又通过改变反应时间的长短及与不同的胺类化合物对碳点进行合成， 制备了一系列不同的碳点，经过一系列的分析与表征从而证明出碳点具有较好的溶水性能，且碳点的荧光强度随反应时间及与不同的氮类化合物参氮后荧光强度有较大的变化。

关键词： 胺类化合物； 碳点；荧光探针；水热合成

Effects of diamines on the fluorescence properties of cytosine groups

ABSTRACT

The main content of this paper is: a new type of fluorescence carbon spot (CDs) was prepared by hydrothermal method. With cytosine and different characteristics of diamine compounds as raw material, water as solvent, the use of thermal water kettle under the high temperature of 180 ℃ after 6 hours of the need for synthesizing a new type of carbon point solution. The optical properties were studied by infrared absorption spectrum and fluorescence spectrum, and the composition and morphology of carbon quantum dots were characterized by X-ray diffraction,and Fourier transform infrared spectrum. At the same time, it also explains the reason why carbon point is good in water solubility. Then by changing the length of the reaction time and the different amine compounds of carbon to nitrogen, the preparation of a series of different carbon points, through the characterization of these carbon quantum dots of the fluorescence emission spectrum, absorption spectrum analysis found that the fluorescence intensity of point carbon reaction time and with different nitrogen compounds and nitrogen and fluorescence intensity has a bigger change.

Keywords: Amine compounds; Carbon point; Fluorescent probe; Hydrothermal synthesis

目录

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2荧光碳点的制备方法 1

1.2.1 模板法 1

1.2.2 水热合成法 1

1.2.3微波辅助法 2

1.2.4热解法 3

1.2.4电弧氧化法 3

1.3碳点的应用 3

1.3.1 分子检测 3

1.3.2生物成像 3

1.3.3金属离子检测 4

1..4本课题的意义及主要研究内容 4

第二章 实验部分 5

2.1实验仪器与试剂 5

2.2实验过程 6

2.3具体实验步骤 6

2.3.1碳点的制备 6

2.3.1.1 1-6己二胺碳点的制备 6

2.3.1.2二正丁胺碳点的制备 6

2.3.1.3纯胞嘧啶碳点的制备 6

2.3.1.4四甲基乙二胺碳点的制备 6

2.3.1.5DMC碳点的制备 6

2.3.2验溶液的配置 7

第三章 实验结果与讨论 8

3.1产品的检测与表征 8

3.1.1红外分析 8

3.1.2不同样品的胞嘧啶碳点的荧光性影响 8

3.1.3浓度不同的碳点的荧光性能的分析 10

3.1.4加入硫酸铜离子对于碳点荧光性的影响 10

3.1.5二价铁离子对于碳点荧光性的影响 11

3.1.6三价铁离子对于碳点荧光性的影响 12

3.1.7氢氧化钠对于碳点荧光性的影响 13

3.1.7 PH对于碳点荧光性的影响 14

第四章 结论与展望 16

4.1结论 16

4.2展望 16

致谢 18

参考文献 19

第一章 绪论

1.1引言

颜色的三元素是红、黄、蓝，这三者可以变换出无数的色彩；生命的三元素就是碳、氢、氧。地球上一切已知生命的骨架构建都离不开这三种元素，在历史的变迁中起着非同寻常的作用。2004年，一种有着单分散性、形状近似于球形、直径仅仅只有10nm且有着高强度荧光性的水溶性纳米材料——碳点被科学家们发现。碳点与碳有着根本上的区别，碳是一种溶解度很低的黑色固体，并且荧光性能较弱，而碳点之所以引起广泛的关注，主要的原因就是具有良好的水溶性和很强的荧光性。该材料凭借着自身的优越效应，极易与有机大分子、无机化合物、生物大分子进一步的反应增强其的功能，故而具备了普通传统碳材料所没有的特殊理化性质，因而在光学催化、电化学传感、核磁分析、航空以及新型医药行业等方面具有广阔的发展空间。但是碳点其自身也有很多的不足和缺点，量子点的荧光要强于单颗粒的碳点； 碳点的发射波长范围与绿色光和蓝色光的波长范围相符合。 当碳点的激发波长偏离最佳激发态很多时，此时碳点的荧光强度会相对性的减弱很多。

本文重点的概述了荧光性碳点的性质，总结了常用的碳点合成方法，陈述了实验的内容，分析实验结果。最后提出了本论文的研究意义、内容和创新。

1.2荧光碳点的制备方法

1.2.1 模板法

模板法是一种常用的制备方法。主要包含以下两步：第一步是挑选出实验需要的介孔模板或者硅球进行高温煅烧处理，之后再刻蚀去除模板从而得到碳点。Zong的团队根据实验要求决定选用小孔径的硅球当作实验模板，他们事先将多孔二氧化硅球制备出，然后将硅球放入金属盐和柠檬酸的混合液体中进行超声分散处理，处理好后放入设定好温度的恒温干燥箱中进行煅烧。煅烧以后除去介孔模板从而最终得到理想的小粒径碳点。但是该种方法也存在着缺陷，在最后的一步除去模板时，会加入适量强酸或强碱，这势必就会影响到所制备碳点的荧光性能；如果介孔模板的表面能通过PEG修饰而得到产率更高和具有更好的生物相容性的荧光碳点。

1.2.2 水热合成法

水热法的精髓在于先找出合适实验的碳源材料后，把材料放入耐高温的密封容器内比如将其放在高压的密封容器例如反应釜中，加入可以溶解碳源的水或者其他的溶剂，确定好实验的温度压力和反应时间，保证化学反应正常进行，从而得到实验所需要的碳点是。 本次的试验就采用水热法，以胞嘧啶作为碳源， 用水作溶剂， 在水热反应釜中， 于一百八十度下水热反应 6 小时， 等到自然冷却到室温后进行冷冻干燥便可得到我们所要的碳点。水热法是制备纳米材料最常用的一种方法， 最主要是因为容易理解、操作简便且无需其他复杂的仪器，适合在高校中学生大学生， 而其最大的好处在于就它可以选用的碳源数目繁多。 大自然中大多数的含碳的材料都很安全，而且均是价格低廉的环保型的材料， 符合当今对化学向绿色发展的要求。 综合了实验各项要求，最终采用水热法作为了本文的制备方法。

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