碳量子点的合成及其在白光材料中应用的研究

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1、分类号：０６９学校代码：１０６９７密级：公开学号：２０１５３１５５９ＡＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ５５士专业字位论文ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒ碳量子点的合成及其在白光材料中应用的研究工学科名称：化学程专业学位类别：工程颂士作者：张昕免指导老师：＿郝平高级工程师西北大学学位评定委员会二〇＿八年StudyofSynthesisofNewTypeCarbonQuantumDotsanditsApp

2、licationtoConstructWhiteLightLuminescentMaterialsAthesissubmittedtoNorthwestUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinChemicalEngineeringByZhangXinyaoSupervisor:LüXingqiangProfessorHaoPingSeniorEngineerJune2018摘要本文分别以甘氨酸与咪唑两种化合物作为碳源，通过自下而上法，合成得到两

3、种新型碳量子点(Carbondots,CDs)：甘氨酸碳量子点(CDs-Gly)与咪唑碳量子点(CDs-Imidazole)，并通过傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)、核磁共振光谱(NMR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(PXRD)等表征手段对其纳米结构进行了表征，且利用紫外-可见吸收光谱(UV-VisibleAbsorption)及荧光光谱(Photoluminescence)等方法研究了其光物理性能；同时，基于白光调制，分别开展了CDs-Gly碳量子点的苯乙烯基功能化得到的键合型高分子基白光材料和CDs-Imidazole

4、碳量子点白光材料的合成。对于CDs-Gly，采用4-氯甲基苯乙烯在碱性条件下对其进行表面修饰，即4-氯甲基苯乙烯与CDs-Gly表面裸露的活性氨基取代反应，先制备得到苯乙烯基功能化的可聚合甘氨酸碳量子点(PCDs-Gly)；同时，依托于β-二酮类有机配体2-噻吩甲酰三氟丙酮(HTTA)以及苯乙烯基修饰的第二配体4-VB-FBI(4-VB-FBI=1-(4-vinylbenzyl)-2-(furan-2-yl)-1H-benzo[d]imidazole)与Sm(NO3)3•6H2O以3:1:1的摩尔比在特定条件下的自组装，合成得到苯乙烯基功能

5、化的可聚合的稀土金属离子配合物[Sm(TTA)3(4-VB-FBI)]；并且，利用苯乙烯基功能化的PCDs-Gly与[Sm(TTA)3(4-VB-FBI)]为共聚合单体，在偶氮二异丁腈(AIBN)的催化作用下与甲基丙烯酸甲酯(MMA)发生自由基共聚合，得到以PMMA为基质的键合型高分子基杂化材料Poly(MMA-co-(PCDs-Gly)-co-[Sm(TTA)3(4-VB-FBI)])。同时，基于PCDs-Gly绿蓝光与[Sm(TTA)3(4-VB-FBI)]橙光的二原色复合以实现了键合型高分子基杂化材料Poly(MMA-co-(PCDs

6、-Gly)-co-[Sm(TTA)3(4-VB-FBI)])的白光调制。对于CDs-Imidazole，分别通过其在不同有机溶剂(如氯仿、四氢呋喃、丙酮等)的紫外-可见(UV-vis)光吸收及光致发光行为的差异，并结合激发波长的调节，直接实现了CDs-Imidazole溶液在365nm紫外灯下的白光调制。I关键词碳量子点，化学键合，高分子基杂化材料，白光调制IIAbstractInthisthesis,usingglycineorimidazoleasthesourceofcarbondots(CDs),twonewkindsofCDs-G

7、lyandCDs-Imidazolewereobtainedbythebottom-upapproach,respectively.Andbasedonthenano-characteristicstructurecharacterizationbyFT-IR,NMR,TEMandPXRDetalandtheexaminationofUV-Visibleabsorptionandphotoluminescence,theirphotophysicalpropertieswerechecked.Inthemeantime,basedonthe

8、color-tuning,CDs-Gly-graftedpolymerichybridmaterialandCDs-Imidazolewithdirectwhite-lightw