石墨烯量子点金属有机框架复合物制备及光学应用

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1、中图分类号：单位代号：10280密级：学号：15722269硕士学位论文SHANGHAIUNIVERSITYMASTER’SDISSERTATION题石墨烯量子点金属有机框目架复合物制备及光学应用作者王李俊学科专业环境工程导师潘登余完成日期2018年4月上海大学硕士学位论文上海大学工学硕士学位论文石墨烯量子点金属有机框架复合物制备及光学应用姓名：王李俊导师：潘登余学科专业：环境工程上海大学环境与化学工程学院2018年4月III上海大学硕士学位论文ADissertationSubmittedtoShanghaiUniversityfortheDegreeofMasterinEngineerin

2、gPreparationofComplexofGrapheneQuantumDotsandMetalorganicframesandItsApplicationinOpticalFieldMACandidate：LiJunWangSupervisor：DengyuPanMajor：EnvironmentalEngineeringCollegeofEnvironmentalandChemicalEngineering,ShanghaiUniversityApril,2018IV上海大学硕士学位论文摘要半导体发光二极管（LED）照明具有使用寿命长、节能环保等优点，将逐步替代传统高能耗、短寿命的白

3、炽灯以及荧光灯，成为未来主流的照明技术。在LED芯片上加入荧光粉是实现白光LED照明的主要方式，但由于传统荧光粉大多是稀土化合物，不仅成本高，不可再生，而且对环境有污染。新型低成本、环境友好的石墨烯量子点荧光材料具有良好的荧光性能以及抗光漂白能力，但由于其固化后会发生荧光淬灭，导致在LED芯片上的应用受到极大限制。本文探索将石墨烯量子点荧光粉通过有效的包覆技术应用在白光LED器件上，解决固化荧光淬灭问题。主要通过把石墨烯量子点封装在金属有机框架中，在固化制成LED器件后，量子点还能保持原有良好的荧光性能，表现出良好的热稳定性及白光照明效果。同时，对该荧光复合材料进行了优化，使其在水溶液中具有

4、良好的分散稳定性，并应用于细胞成像成像。主要内容包括以下几个方面：1.黄色荧光GQD@ZIF-8复合粉末的制备。黄色荧光粉与蓝光芯片组合能制备白光LED器件，本文通过在室温下合成ZIF-8的过程中，以甲醇为溶剂，加入磺酸基量子点快速搅拌制备出尺寸直径为40-50nm，发射峰位于480nm，荧光衰减时间为12.73ns的黄色荧光GQD@ZIF-8复合材料。其具有一定的荧光依赖性，会随着激发波长的增加而发生红移，并且该材料在长时间固态下保持稳定的荧光强度。2.黄色荧光GQD@ZIF-8复合材料在白光LED器件中的应用。把合成的GQD@ZIF-8复合材料应用在白光LED器件上，主要通过制浆、涂膜、

5、烘干与封装等过程把黄色荧光材料与蓝光LED芯片组合制备白光LED。通过改变加入GQD@ZIF-8的质量及输入电流大小，提高白光LED的参数指标。研究发现当加入GQD@ZIF-8的质量为200mg，电流为30mA时，其参数的色坐标为（0.3439，0.3268），接近标准白光，显色指数高达84.6，光谱覆盖范围420-800nm，色温值4952K，流明效率为8.5lm/W并且具有良好的热稳定性衰减率仅V上海大学硕士学位论文为13.7%。3.水溶性青色荧光GQD@ZIF-8@PVP的制备及其生物成像应用。通过改进合成条件，把水代替甲醇作为溶剂，并加入聚乙烯吡咯烷酮作为辅助剂成功制备出水溶性GQD

6、@ZIF-8@PVP复合材料。研究荧光性能发现，其最佳发射峰位于480nm，具有荧光依赖性，并且测得其荧光量子产率为26.1%、荧光衰减时间为2.24ns，初步把该复合材料作为生物荧光探针应用在细胞成像上。关键词：石墨烯量子点；金属有机框架；白光LED；细胞成像VI上海大学硕士学位论文ABSTRACTSemiconductorlight-emittingdiode(LED)lightinghastheadvantagesoflongservicelife,energyconservation,environmentalprotection,andwillgraduallyreplacethe

7、traditionalhighenergyconsumption,shortlifeoftheincandescentlampandfluorescentlamp,becomethemainstreamlightingtechnologyinthefuture.JoiningphosphorontheLEDchipisthemainwaytorealizethewhitelightLEDlighting,bu