荧光碳点/银纳米颗粒复合物的制备及其分析检测应用
- 研究背景
CDs作为一个新世纪的新材料，不仅拥有传统量子点( 如硅材料) 的优秀荧光性能，而且继承了碳材料的生物相容性、低毒性等优势。制备CDs所需的碳源来源广泛，且价格低廉。所制备的CDs 荧光性能稳定，随着激发波长的红移而红移，且无光闪烁现象，具有非常大的潜力和优势。作为 21 世纪发现的一类具有荧光性能的纳米微粒，CDs 主要由碳核和表面基团组成。碳核作为CDs 骨架基本上由 sp2 杂化的石墨微晶碳或 sp3杂化的无定型碳构成。杂化类型的不同主要取决于原料和制备方法。CDs 由于其纳米的尺寸，因此具有很大的比表面能。其表面的原子很容易受到攻击而发生反应，形成表面基团。可以利用CDs的这一性质，选择不同的钝化剂进攻CDs表面原子，制备复杂多样的功能性CDs。
CDs在对能量进行大量吸收后，可以利用荧光发光的方式释放出能量。当CDs吸收紫外光时，荧光峰值会随着激发波的红移而红移。因此可以利用CDs的这一特性，通过改变激发波波长而获得不同颜色的荧光光谱。CDs 的这一特性可能与其纳米尺寸有关，亦或与其表面的原子缺陷分布有关。从发现到现在，CDs 的发光机理一直是国内外学者想要攻克的难题，还没有形成统一定论。目前，CDs 表面能量陷阱、量子限域效应、电子共轭轭Pi;结构能带跃迁理论占据主流，但只是限定于某些特定现象的解释。想要全面揭开荧光的反应机理，需要更进一步地探索和研究[ 1 ]。
CDs自从 2004 年被发现[ 2 ]，至今已经历15年时间。经过15年的研究与发展，CDs无论是从制备方法上，还是荧光性能上都得到了优良的改善。CDs 的来源越来越广泛，工艺也越来越简单。CDs 作为一种介于 1～100 nm的纳米材料，可以由富含CDs 结构的复杂大分子裂解得到，也可以由小分子定向合成。按照制备方向的不同，可分为“自上而下”法与“自下而上”法。“自上而下”法主要包括电弧放电法、激光消融法、等离子体合成法、模板法和超声法等; “自下而上”法主要包括电化学法、微波法和燃烧/热回流法等。
无任何杂原子掺杂的CDs荧光强度低，一定程度内限制了CDs的应用范围。当选择特殊修饰物进行修饰后，CDs的荧光强度明显加强。科研工作者经过十几年的实验与研究，通过修饰CDs的表面基团，使CDs的荧光强度得到了很大提升。主要有表面基团钝化、杂原子掺杂以及金属包袱等方法。其中金属包袱法，Tian 等[ 3 ]将CDs附着在用抗坏血酸还原重金属( Ag、Cu、Pd) 盐形成的纳米金属颗粒上，制备出包袱型CDs。此法制备的复合CDs荧光量子产率最高达了 60. 1%( Cu－CDs)，本课题使用包袱金属法，使用重金属盐AgNO3合成荧光碳点/银纳米粒子复合物。
CDs作为新型纳米材料，经过表面钝化、修饰改性之后，主要应用于生物成像、光催化、新型半导体材料和离子检测领域。
光催化活性：
CDs作为一种新发现荧光材料，对可见光有不错的吸收。因此，自然而然被研究者用作光催化剂的补充和替代品，用以弥补其对可见光的吸收空白。Lim 等[ 4 ]利用CDs与硅的复合材料降解亚甲基蓝，降解程度提高了 20 倍，时间大大缩短至20 min。Zhang 等[ 5 ]将CDs 与 TiO2 复合后降解制浆黑液，降解率达到了81. 2%。Kang 研究组[ 6 ]用CDs与铁的复合物降解了气态的苯与甲醇，降解效率比单纯的纳米 Fe2O3 效果好很多。
抗菌活性：
