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室温磷光(RTP)材料可以在外源激发光照射下储存部分能量,关闭外源激发光后,能以可见光的形式释放出来,使其在高级防伪、生物成像、化学传感等领域具有潜在的发展前景。但传统的RTP材料主要集中于重金属有机材料或纯有机材料。碳量子点(CQDs)作为新型荧光纳米材料,具有优异的光学性能、生物相容性、低毒性、抗光漂白性等特点。本文以制备基于碳量子点(CQDs)的室温磷光材料为主旨,研究其发光性质及相关领域的实际应用,论文主要研究内容如下:(1)以葡萄糖为碳源,通过水热炭化法制备得到外源氮掺杂碳量子点(NCQDs)溶液,与基质聚乙烯醇(PVA)混合均匀后,得到具有RTP效应的NCQDs/PVA复合材料。在紫外光照射下,NCQDs溶液发射蓝色荧光;而NCQDs/PVA薄膜,在紫外光照射下,发射蓝色荧光,关闭紫外光后,具有肉眼可见的蓝绿色磷光。其中,NCQDs溶液的FTIR图谱表明,其表面含有C=N/C=O官能团,易与基质PVA表面的羟基基团之间形成氢键,通过氢键作用抑制NCQDs表面官能团的非辐射弛豫过程,进而得到长余辉的RTP材料。制备得到的RTP材料,一方面可作为光学墨水,成功应用于高级防伪领域;另一方面,具有超长寿命的(416和442ms)NCQDs/PVA薄膜、气凝胶材料,在离子检测、气体传感等领域发挥了潜在的应用价值。(2)以天然产物五味子提取得到的多糖为碳源,通过水热法制备得到CQDs溶液,进而与PVA基质通过涂覆法制备得到寿命长达271.2ms的CQDs/PVA复合薄膜材料。其中,五味子通过水提醇沉的方法制备得到的多糖,具有天然多糖的含氮分子结构,无需外源引入其他含氮化合物,即通过原位绿色合成得到基于CQDs的RTP材料。CQDs/PVA复合薄膜材料具有较小的能级差(0.32eV),利于ISC过程的发生,进而促进了 RTP效应的产生;FTIR和XPS光谱表明:CQDs表面含有大量的C=O/C=N官能团,与PVA基质复合后,通过氢键作用,抑制CQDs表面官能团的旋转、振动,进而有利于自旋耦合作用的发生、并稳定三重激发态,最终获得RTP效应。(3)五味子多糖制备得到的CQDs溶液在350nm激发光照射下,发射蓝色荧光,表现出优异的光学稳定性、pH值(pH=3-12)及离子稳定性,金属铁离子(Fe3+)可将其荧光猝灭。CQDs/PVA复合薄膜在紫外光照射下发射蓝色荧光,关闭紫外灯后发射绿色室温磷光;在Fe3+存在的条件下,复合薄膜的荧光和室温磷光同时猝灭,当Fe3+浓度为0.1-2mM范围内,其最低检测限为0.57μM,且Fe3+对CQDs/PVA复合薄膜荧光和磷光的猝灭均可用肉眼直接观察到。制备得到的CQDs/PVA复合薄膜放置在空气中半年后,其光学强度和光学寿命几乎不变,表现出较强的光学稳定性,使其在实际可视化铁离子检测中具有较大的应用潜力。