荧光硅量子点的合成、修饰及应用研究

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1、分类号：O43单位代码：10183研究生学号：2015322062密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）荧光硅量子点的合成、修饰及应用研究Synthesis,ModificationandApplicationofFluorescentSiliconQuantumDots作者姓名：李佳明专业：光学研究方向：光电功能材料指导教师：徐晓峰教授培养单位：物理学院2018年5月荧光硅量子点的合成、修饰及应用研究Synthesis,ModificationandApplicationofFluorescentSiliconQuantumDots作者姓名：李佳明专业名称：光学指导教

2、师：徐晓峰教授学位类别：理学硕士答辩日期：2018年5月25日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研宂工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已

3、在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：曰期：年月６曰（荧光硅量子点的合成、修饰及应用研究摘要硅量子点(SiQDs)是一种非常重要的准零维半导体纳米材料，它不仅拥有独特的光电特性，还具有无毒无害、价格低廉、生物相容性良好等诸多优点，被众多科研人员所关注。硅量子点的应用非常广泛，在分析检测、生物标记、光催化剂、光电二极管、太阳能电池等领域都有所应用，拥有广阔的发展前景。本文研究了荧光硅量子点(F-SiQDs)的合成、修饰和应用，主要内容如下：1、以3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)和L-抗坏血酸钠为原料，使用水热法制

4、备了绿色荧光硅量子点(GF-SiQDs)。由吸收光谱可知，GF-SiQDs没有明显的吸收峰；由荧光光谱可知，GF-SiQDs的最大激发波长为420nm，最大发射波长为517nm；由红外光谱可知，GF-SiQD表面含有大量的氨基；由透射电镜照片可知，GF-SiQD为球形粒子且分散性较好、尺寸分布均匀；由X-射线衍射谱可知，GF-SiQDs为无定型结构；由实验研究可知，GF-SiQDs的耐盐稳定性良好。此外，反应条件和溶液的酸碱度都会影响GF-SiQDs的发光性能。最后，利用过氧化氢对GF-SiQDs表面缓慢氧化得到了二氧化硅修饰的GF-SiQDs，修饰后的GF-SiQDs粒径

5、变小、稳定性增强、最大发射波长蓝移。2、以N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺(DAMO)和一水柠檬酸为原料，使用水热法合成了蓝色荧光硅量子点(BF-SiQDs)。吸收光谱表明，BF-SiQDs的最大吸收波长为360nm；荧光光谱表明，BF-SiQDs的最大激发波长为370nm，最大发射波长为448nm；红外光谱表明，BF-SiQDs表面存在大量的氨基；透射电镜照片表明，BF-SiQD为球形粒子且分散性良好、粒径较为均匀；X-射线衍射谱表明，BF-SiQDs为无定型结构；实验研究表明，BF-SiQDs的光稳定性和耐盐稳定性都非常良好，且荧光寿命为14.2ns、量子产率为7

6、0.4%。此外，反应条件和溶液的酸碱度都会对BF-SiQDs的发光性能产生一定的影响。最后，使用BF-SiQDs对铜(II)离子、偶氮苯和4-(苯偶氮基)苯甲酸进行了检测，实验结果表明：铜(II)离子测定的线性范围为0～1mM，检测限为0.091mM；偶氮苯测定的线性范围为0～1mM，检测限为0.043mM；4-(苯偶氮基)苯甲酸测定的线性范围为0～0.75mM，检测限为0.040mM。I关键词：硅量子点，水热法，表面修饰，量子产率，离子检测IISynthesis,ModificationandApplicationofFluorescentSiliconQuantumDo

7、tsAbstractSiliconquantumdots(SiQDs)areakindofveryimportantquasi-zero-dimensionalsemiconductormaterials.Theynotonlyhaveuniquephotoelectriccharacteristics,butalsohavemanyadvantagessuchasnon-toxic,harmless,lowcostandgoodbiocompatibility,whichhasattractedtheconsid