碳点复合材料的合成及其长余辉性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

在碳纳米材料中，富勒烯、碳纳米管和石墨烯广受欢迎，这是由于他们除了有高超的强力外，其化学性能非常稳定，耐腐蚀性高，同时耐高温和低温、耐辐射、消臭。而在光电领域，碳纳米材料的研究尚在探索阶段。具有优良室温磷光现象的碳点复合材料就是其中重要的研究方向。

室温磷光通常来源于稀土金属掺杂的无机物或者金属有机配合物、纯有机小分子等。其中无机磷光材料大多具有毒性，对环境有潜在的危害性，并且由于高成本等问题，一直以来发展十分受限。而与无机磷光材料相比，电子在不含金属的有机磷光材料中具有高度的结合的特性。这使得它们的运动严重受到束缚，从三重态发射的动力也严重不足。而碳点是一种尺寸在10ｎｍ以下，具有荧光性质的新型碳材料，具有低毒性，生物相容性、光稳定性、光电催化性等诸多优势，大大突破了传统金属量子点材料在生物领域的应用限制。

近些年报道碳点的室温磷光的文章很少，目前所研究出的室温磷光材料基本都局限在将碳点固定在有机物基质中，例如聚乙烯醇，聚氨基甲酸酯等，或者是在极低的温度（77k）下实现碳点磷光。2013年deng课题组首次将edta-2na高温煅烧再与pva复合形成的复合物不仅在365nm紫外灯照射下发射出蓝色荧光而且在灯熄灭还罕见的发出冷白色室温磷光。在此基础上关于碳点与聚合物形成的复合物的室温磷光材料陆续被报道。2017年，于吉红课题组首次通过水溶/溶剂热一步合成碳点@分子筛复合物，表现出长寿命tadf性能，寿命长达350ms。2019年，于吉红课题组又合成两种zn、mn参杂的碳点@分子筛复合物，可以发出红色和绿色室温磷光。但其使用离子参杂，并且室温磷光寿命也比较短。

2. 研究内容和预期目标

具体研究内容如下：

1、利用现代科技文献的查阅方法和手段，如internet、网上图书馆、电子期刊等数据库，查阅有关研究长寿室温磷光材料的合成与应用方面的科技文献资料，并对文献进行综合、分析、研究。在此基础上，设计合成路线，确定具体合成条件，合成出碳点复合材料，并完成开题报告，通过实验训练培养动手能力、独立思考问题解决问题的能力和初步的科研能力。

参考合成路线如下：

3. 研究的方法与步骤

实验步骤：

1、将研磨后的异丙醇铝分散于三乙二醇(teg)和磷酸混合液中；

2、待异丙醇铝完全溶解后，将二乙醇胺和氢氟酸(hf)分别加入反应溶液，保持搅拌3h使其分散均匀；

4. 参考文献

[1].liu, j., et al., carbon dots in zeolites: a new class of thermally activated delayed fluorescence materials with ultralong lifetimes. science advance, 2017. 3(5): p. e1603171.

[2].王少君等, 铝源前驱体对离子热法合成磷酸铝分子筛的影响. 过程工程学报, 2008(01): 第93-96页.

[3].jiang, k., et al., conversion of carbon dots from fluorescence to ultralong room-temperature phosphorescence by heating for security applications. advanced materials, 2018: p. 1800783.

5. 计划与进度安排

第一阶段：2022年03月04日至2022年03月15日

在查阅文献资料的基础上，写出开题报告。