碳量子点的制备及性能表征..docVIP

“大学生创新性实验计划”立项申请表 申请级别：□国家　 □北京市 　■学校 项目名称： 负 责 人： 所在学院： 联系电话： 电子邮件： 填表时间： 2013-10-26 北京理工大学教务处制表 注意事项 填写申请级别时，将“□”替换为“■”，或手写打“√”； 项目负责人应为本科生，鼓励跨年级、跨学科组成项目组； 项目成员（含负责人）不超过5人,成员中至少有一名非四年级的学生，每名学生原则上不允许同时参加多个项目； 申报国家级、北京市级项目应明确指导教师，指导教师应具备中级以上职称,每位指导教师同时指导的项目原则上不能超过两项； 经费预算严格按照通知要求进行申请，最终以专家委员会批准的额度执行； 项目周期统一为一年。 负责人情况 姓名 性别 学号 学院 专业 班级 手机 固定电话 电子邮件 个人介绍 项目基本信息 项目名称 项目周期 一年 所属一级学科 化学 项 目 组 姓名 性别 学号 学院 专业 手机 小组成员（不超过4人） 指导教师 姓名 性别 职称 学院 职务 手机 吕桂琴 女 化学学院 一、项目介绍 （研究目标、研究背景及现状、工作原理和方案设想、计划进度安排等） 研究目标 1、通过电化学方法，选择最佳方法剥离碳棒制备碳量子点。 2、对碳量子点进行表征（包括TEM图像，紫外可见光吸收图谱，荧光光谱等） 3、尝试制备基于碳量子点的新型纳米材料，并对比性能。 研究背景及现状 美国克莱蒙森大学的科学家首次制造出一种新型的碳纳米材料—碳量子点。与各种金属量子点类似，碳量子点在光照的情况下可以发出明亮的光。 量子点(quantum dot)是准零维(quasi-zero-dimensional)的纳米材料，由少量的原子所构 成。量子点三个维度的尺寸都在100纳米(nm)以下，外观恰似一极小的点状物，其内部电子在各方向上的运动都受到局限，所以量子局限效应(quantum confinement effect)特别显著。由于量子局限效应会导致类似原子的不连续电子能阶结构，因此量子点又被称为「人造原子」(artificial atom)。科学家已经发明许多不同的方法来制造量子点，福州大学分析化学重点实验室曾用电化学方法得到碳量子点【1】，并预期这种纳米材料在二十一世纪的纳米电子学(nanoelectronics)上有极大的应用潜力。 碳量子点作为近年发展起来的一种新型荧光探针，与传统有机荧光染料相比，具有优良的光谱性能。传统有机荧光染料分子，通常采用不同波长的光来分别激发产生不同颜色；而碳量子点发射光谱与粒径大小有关，通过调整其粒径大小，可以发出不同颜色的荧光，从而使不同生物分子标记、区分、识别变得更加容易，在生物化学、细胞生物学、分子生物学等研究领域显示出广阔的应用前景【2】。 量子点一般是从铅、镉和硅的混合物中提取出来的，但这些量子点一般有毒，对环境也有很大的危害【3】。所以科学家们寻求在一些良性的化合物中提取量子点。相对金属量子点而言，碳量子点无毒害作用，对环境的危害很小，制备成本低廉【4】。 参考文献： Liyan Zheng，Binbin wang，J.Am.Chem.Soc.2009，131,4564-4565 Bard,A.J;Ding,Z:Myung,N.Struct.Bonding(Berlin)2005,118,1-57. Derfus,A.M.;Chan,W.C.W.;Bhatia,S.N.Nano Lett.2004,4,11-18 Sun,Y.P.;et al.J.Am.Chem.Soc.2006,128,7756-7757 工作原理和方案设想 1、仪器和试剂 实验器材：电化学工作站，紫外可见光谱仪，荧光光谱仪，PBS缓冲溶液：PH=6.85，碳棒，参比电极，对电极（铂片），25mL烧杯，容量瓶等。 2、实验方案 （1）碳棒预处理：先将碳棒用清水清洗若干遍，然后放置于盛有一定量去离子水的烧杯中进行超声清洗，持续时间为5Min；将超声完成的碳棒放置于烘箱烘干； （2）将18mL的PBS缓冲溶液倒入25mL烧杯中；将碳棒连接到电化学工作站的工作电极上，并将碳棒一部分置于溶液液面以下； （3）将铂片连接到对电极上，并将铂片一部分置于溶液液面一下；然后将参比电极连接上，并同样置于液面以下； （4）点击电化学工作站软件，设置循环伏安方法的测定参数，开始扫描，并持续扫描大约不同时间，期间去样测定紫外可见吸收光谱，观察是否有显著吸收峰；