科学家研制出高载负量高荧光亮度碳纳米点

近日，中科院长春光机所曲松楠团队首次研制出高载负量、高荧光亮度的碳纳米点@二氧化硅复合凝胶。该工作利用碳纳米点表面大量的羟基官能团引发正硅酸乙酯水解，在碳纳米点表面原位包覆二氧化硅。在高浓度的碳纳米点乙醇溶液中，实现具有高载负量、高荧光亮度的碳纳米点@二氧化硅复合凝胶，并可进一步获得荧光效率高达41%的干凝胶粉体材料，在开发基于碳纳米点的发光器件领域具有重要的应用前景。相关成成果发布于《材料化学》。

发光碳基纳米点是近几年发展起来的新型碳基纳米发光材料。然而，基于碳纳米点的固态发光材料发展遇到瓶颈。如何在高载负量的碳纳米点体系下实现高的荧光量子效率，进而实现高亮度的发光，已成为碳纳米点在发光器件中应用的关键。

科研人员利用碳纳米点表面具有的大量羟基官能团引发正硅酸乙酯水解，可原位包覆二氧化硅的方案，制备出碳纳米点与二氧化硅的复合材料。研究中发现，当碳纳米点乙醇溶液浓度较低时，得到的是碳纳米点@二氧化硅复合纳米粒子。但在高浓度的碳纳米点乙醇溶液中，由于碳纳米点在短时间内引发正硅酸乙酯水解，因而使得碳纳米点在尚未聚集时，即在碳纳米点表面原位复合二氧化硅，进而形成凝胶。

该碳纳米点@二氧化硅复合干凝胶粉末荧光量子效率高达41%，进而实现高载负量、高荧光量子效率复合材料的合成。同时，这种制备方法也适用于表面同样具有丰富羟基的蓝光碳纳米点，进而得到高荧光亮度的蓝光碳纳米点@二氧化硅复合凝胶。