最新刊期
      2021 年 第 42 卷 第 8 期

        特邀报告

      • 孟维雪,杨柏,卢思宇
        2021, 42(8): 1075-1094. DOI: 10.37188/CJL.20210155
        摘要：碳点(CDs)由于其出色的光学性能、高生物相容性和低毒性，因此在许多领域都具有潜在应用。对其光致发光(PL)机制的认识已得到广泛研究，对于指导可调节PL发射的CDs的合成和推广应用具有重要意义。但是，PL发射的内在机理尚不清楚，并且由于颗粒结构的差异，尚未找到统一的机理。本综述根据对结构和性能特征的分析，总结了一种新的CDs分类，称为碳化聚合物点(CPDs)。概述了与结构差异有关的三种PL机制:内部因素主导发射(包括共轭效应、表面状态和协同效应)、外部因素主导发射(包括分子态和环境效应)以及交联-发射增强。除此之外，还简要介绍了CDs的光学应用。最后，讨论了PL机制的研究前景，并指出了未来工作中存在的挑战和方向。  
        关键词：碳点;光致发光机制;表面态;分子态;交联增强发射   
        971
        |
        1035
        |
        6
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10457421 false
        发布时间：2021-09-03
      • 刘俊,张熙荣,熊焕明
        2021, 42(8): 1095-1113. DOI: 10.37188/CJL.20200334
        摘要：碳点是一类尺寸在1~10 nm、以碳为主要元素的纳米粒子，因其合成原料广泛、生物安全性高、荧光信号强、光学性质稳定等众多优点在荧光分析检测领域展现出美好的前景。潜指纹是人的手指分泌物留在固体接触面上靠肉眼难以分辨的痕迹，需要经过物理化学处理来增强成像的效果。把荧光碳点应用于潜指纹的增强成像充分发挥了碳点自身的优势，最近几年的研究已经取得一系列进展。本文介绍了潜指纹常见的显现方法，综述了碳点的合成制备、发光机理、在潜指纹检测中的应用、成像机制和功效比较，展望了碳点在潜指纹检测中的不足之处和未来发展方向，为相关领域的研究工作提供了重要的参考。  
        关键词：碳点;制备;荧光;指纹检测   
        852
        |
        1061
        |
        6
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 4572240 false
        发布时间：2021-09-03
      • 李莉,于晓微,张洪月,李激扬
        2021, 42(8): 1114-1124. DOI: 10.37188/CJL.20210196
        摘要：碳点具有优异的发光特性和广泛的应用，将碳点限域于具有纳米孔道结构的分子筛材料中，可开发出一类新型的碳点@分子筛复合材料。本文聚焦于具有独特发光性能的负载碳点的分子筛复合材料，综述了这类材料最新的研究进展，重点介绍了碳点@分子筛复合材料的制备方法、长余辉发光调控策略及主体分子筛基质对客体碳点的作用等，并对未来光致发光碳点@分子筛复合材料的发展前景进行了展望。  
        关键词：碳点;分子筛;合成;发光调控   
        528
        |
        187
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10754740 false
        发布时间：2021-09-03
      • 张震,曲丹,安丽,汪夏燕,孙再成
        2021, 42(8): 1125-1140. DOI: 10.37188/CJL.20210061
        摘要：碳点合成原料来源广泛，发光性能可调，生物相容性良好，在生物成像、离子检测、发光材料等领域具有巨大的应用潜力。本文综述了碳点的制备方法、发光原理以及应用，重点介绍了碳点的制备方法，总结了近年来碳点在催化、生物成像等领域的最新进展；指出未来研究中需要进一步对碳点的合成进行优化，深入探究碳点的发光机理；制备发光波长可调、尺寸可调的碳点，对其在发光器件、生物成像、传感等领域的应用具有重要意义。  
        关键词：碳点;发光机理;生物成像;离子检测;催化   
        1361
        |
        701
        |
        7
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 7422361 false
        发布时间：2021-09-03
      • 曲彦霏,李迪,曲松楠
        2021, 42(8): 1141-1154. DOI: 10.37188/CJL.20210174
        摘要：碳点由于其低毒性、易制备、良好的光稳定性及可调的发光等特性有望成为一类理想的新型固态发光材料。然而，由于聚集诱导荧光猝灭(ACQ)效应的存在，使得碳点在固态发光领域的发展受到了限制，因此制备具有抗ACQ效应的固态发光碳点是碳点研究领域的一个重要方向。本文根据固态发光碳点研究的最新进展，从碳核、表面态调控、超分子及聚合物交联增强发光方面分类总结了具有抗ACQ效应固态发光碳点的制备方法及光物理性质，探讨了其实现固态发光的物理机制。此外，还介绍了该类碳点在固态发光领域的应用进展，并对固态发光碳点的发展现状和所面临的问题进行了讨论。  
        关键词：碳点;聚集诱导荧光猝灭;固态发光;发光二极管   
        934
        |
        730
        |
        2
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10400929 false
        发布时间：2021-09-03
      • 南福春,薛小矿,葛介超,汪鹏飞
        2021, 42(8): 1155-1171. DOI: 10.37188/CJL.20210163
        摘要：碳点作为一种新型碳纳米材料，具有优异的光学特性、良好的生物相容性以及催化活性，在生物医学、能源、环境等领域展现出巨大的应用潜力。红光/近红外光响应碳点具有组织穿透深度大、生物体自发光干扰较小、对组织损伤小等优点，在生物医学研究领域倍受关注。本文首先介绍了影响碳点吸收/发光的因素，随后评述了近几年红光/近红外光响应碳点在肿瘤治疗中的新进展，主要包括光动力治疗、光热治疗、光动力/光热协同治疗等。同时，针对肿瘤微环境的特点，介绍了微环境响应型碳点及其在肿瘤治疗中的应用研究进展。最后，对碳点在肿瘤治疗领域存在的挑战进行了展望。  
        关键词：碳点;光动力治疗;光热治疗;肿瘤微环境   
        672
        |
        841
        |
        11
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10746422 false
        发布时间：2021-09-03
      • 李亚东,许晓凯,李唯,胡超凡,庄健乐,张学杰,雷炳富,刘应亮
        2021, 42(8): 1172-1181. DOI: 10.37188/CJL.20210019
        摘要：碳点(CDs)作为一种碳基纳米材料，因其粒径小、水溶性好、生物相容性高、无毒性、制备简便、原料来源广等优势，吸引了众多研究人员的关注，已在医学成像技术、环境监测、化学分析、催化剂制备、能源开发等诸多领域表现出较好的应用前景。近些年，CDs开始被应用于农业领域，尤其对植物光合作用具有优异的调控作用。一方面，CDs具有良好的光学性能，可以向叶绿体传递能量或转换光能，提高光合电子的传递速率，进而加快光合作用中光能向活跃的化学能的转化。另一方面，CDs还可以促进植物叶绿素的合成、上调光合作用相关酶的活性，提高植物对光能的捕获能力以及对CO2的固定速率。鉴于CDs在农业生产中的应用前景，本文从CDs的性质和植物的生理过程出发，系统地综述了CDs在调控植物光合作用中的研究进展，并对目前限制CDs应用的问题进行了总结，为其未来的发展提供了参考。  
        关键词：碳点;植物;光合作用;农业   
        843
        |
        437
        |
        4
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 6664133 false
        发布时间：2021-09-03
      • 郭瑞婷,李林,项赢尔,李硕,邹国强,侯红帅,纪效波
        2021, 42(8): 1182-1195. DOI: 10.37188/CJL.20210140
        摘要：碳点是一类新兴的碳材料，由于其超小的尺寸、丰富的可控表面官能团、良好的生物相容性、无毒性和光致发光等特点，自发现以来得到了广泛研究，逐渐被应用于各种领域。近年来，碳点在新一代电池中的应用受到了广泛关注，针对碳点在钠离子电池电极材料方面的应用优势和存在的挑战，本文以碳点衍生碳材料、碳点对电极材料的表面修饰和形貌调控为脉络，系统总结了碳点在钠离子电池电极材料方面的应用，探讨了碳点在电极材料构筑方面起到的关键作用，分析了碳点在钠离子电池应用中存在的挑战与未来的发展方向。本综述旨在为碳点在新一代储能电池方面的应用研究提供一定的参考和依据。  
        关键词：碳点;钠离子电池;衍生碳材料;表面修饰;形貌调控   
        685
        |
        488
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 9326906 false
        发布时间：2021-09-03
      • 朱志承,杨柏
        2021, 42(8): 1196-1214. DOI: 10.37188/CJL.20210161
        摘要：近年来，基于碳点与适配体构建的荧光生物传感器引起了人们强烈的兴趣。与传统荧光染料、半导体量子点及稀土荧光材料相比，以碳点为荧光基元的生物传感器荧光稳定性更好，毒性更低，价格更便宜，在环境监测、生物成像及生物医疗方面有着广泛的应用前景。本文对基于碳点与适配体构建的荧光生物传感器发展现状进行了系统的总结，包括碳点与适配体介绍，近年来基于碳点与适配体的荧光生物传感器的构建方式、传感机理以及应用范围，最后对基于碳点与适配体构建的荧光生物传感器的发展方向进行了展望。  
        关键词：碳点;适配体;荧光生物传感器;传感机理   
        538
        |
        566
        |
        3
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10400585 false
        发布时间：2021-09-03
      • 沈成龙,娄庆,单崇新
        2021, 42(8): 1215-1232. DOI: 10.37188/CJL.20210171
        摘要：作为一种无需光、热、声、电、磁激发的自发光现象，化学发光已经在化学分析检测、冷光源、生物成像等领域得到了广泛应用。对于多数化学发光体系而言，其化学发光性质不仅取决于化学反应的底物，更与化学反应中使用的催化剂和发光中间体相关。碳点是一种新型的零维发光碳纳米材料，以其优异的物理化学性质和丰富的结构形貌已在各种化学发光体系中获得了广泛的应用。本文主要从鲁米诺和过氧草酸酯两种常见化学发光体系出发，总结了碳点在鲁米诺和过氧草酸酯化学发光体系中的相关研究进展，探讨了碳点在鲁米诺和过氧草酸酯基化学发光中可能存在的作用机制，以及碳点在鲁米诺和过氧草酸酯化学发光体系中的相关应用。为合成具有特定化学发光性能的纳米材料提供思路，有望推动化学发光纳米材料的进一步发展。  
        关键词：碳点;化学发光;鲁米诺;过氧草酸酯;应用   
        416
        |
        932
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10995793 false
        发布时间：2021-09-03
      • 郑敏,刘坤梅,苏雅
        2021, 42(8): 1233-1244. DOI: 10.37188/CJL.20210162
        摘要：碳点作为新兴的碳纳米材料之一，由于具有低细胞毒性、强亲水性、良好的生物相容性、优异的光稳定性、可调的发光和易于修饰等独特的理化特性，在生物医学领域具有广泛的应用前景。本综述主要阐述了碳点在生物成像、药物/染料/蛋白/基因的递送和癌症诊断治疗等方面的应用，并探讨了其在生物医学领域应用的当前挑战和未来前景。  
        关键词：碳点;生物成像;药物递送;癌症诊断治疗   
        539
        |
        516
        |
        2
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10714738 false
        发布时间：2021-09-03
      • 毛惠会,湛志华,周国华,薛茗月,韩国成,蒋梦馨,罗晓楠,林小雅
        2021, 42(8): 1245-1256. DOI: 10.37188/CJL.20210168
        摘要：碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs)作为一种新型的荧光碳纳米材料，具有原材料来源广泛、制备简单、易操作、灵敏度高、发光性能优异和易可视化等优势，近年来在药物分析和生物小分子检测方面极具应用潜力。本文主要综述了CQDs作为荧光传感器在部分抗菌药物、抗炎药物、抗肿瘤药物、多种维生素以及一些药物小分子方面的分析应用，并对CQDs在药物分析方面的发展进行了展望。  
        关键词：碳量子点;药物分析;荧光传感器;综述   
        421
        |
        336
        |
        5
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 18310715 false
        发布时间：2021-09-03
      • 尚金梁,卫迎迎,王军丽,刘旭光,苗艳勤
        2021, 42(8): 1257-1266. DOI: 10.37188/CJL.20210115
        摘要：碳量子点团聚将导致严重荧光猝灭，大幅降低其发光效率，阻碍了其作为发光材料在显示和照明器件中的应用。通过主客体掺杂方案可有效解决上述问题，但水溶性的碳量子点不能和有机的主体材料相匹配。针对该问题，本文通过在碳量子点表面接枝亲油性的芳香类官能团，保证碳量子点油溶性的同时使其具备一定的载流子传输性能，采用该方案制备出发光峰在533 nm、荧光量子产率为43%的黄色油溶性碳量子点。将该碳量子点分散到聚甲基丙烯酸甲酯中涂敷在紫外发光二极管(365 nm)灯珠表面，制备的光致发光器件发出明亮黄光(560 nm)，最大亮度达到23 000 cd/m2。进一步将该碳量子点掺杂到聚乙烯基咔唑中作为发光层，制备了主客体掺杂的电致发光器件，器件的发射峰位于552 nm，最大亮度达到35.07 cd/m2。上述研究表明，合成油溶性的碳量子点发光材料并将其掺杂到母体材料中作为发光层，可有效抑制碳量子点团聚诱导荧光猝灭问题，对发展高性能碳量子点基发光器件具有重要意义。  
        关键词：碳量子点;发光二极管;三苯甲基;主客体掺杂发光层;亮度   
        327
        |
        305
        |
        2
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 9757265 false
        发布时间：2021-09-03
      • 吴楚侨,林鑫,蒋腊生,王前明
        2021, 42(8): 1267-1277. DOI: 10.37188/CJL.20210149
        摘要：由于离子检测中荧光信号的单向变化经常受到光漂白、光散射、光源的不稳定性等因素的影响，导致了识别系统的可靠性极大降低。因此本文设计了一种由稀土铽配位引导的纳米级复合材料(S,N-CQDs@GMP/Tb)，实验在硫、氮双掺型碳量子点基础上组装了铽离子(Tb3+) 和鸟苷单磷酸(GMP) 。材料在305 nm的激发波长激发下，能呈现出稀土离子5D4→7FJ(J=6,5,4,3) 4个跃迁信号和碳点自身蓝光发射并存的结果。汞离子的引入使得稀土的绿光减弱，碳点的蓝光增强；荧光滴定实验表明绿/蓝光比值与汞离子浓度呈线性对应关系，检测限低至7.04 nmol·L-1，线性范围10~110 nmol·L-1(R2=0.982 9)。为了解决粉末材料取用困难的问题，实验采用滤纸为基底，得到了一种简易的固相检测器件，为实现污染离子的特异性识别提供了新思路。  
        关键词：鸟苷单磷酸;铽离子;比率荧光探针;汞离子   
        284
        |
        308
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10269164 false
        发布时间：2021-09-03
      • 张栋琪,倪俊朋,陈启涛,刘艳红,李丽霞,毛宝东
        2021, 42(8): 1278-1296. DOI: 10.37188/CJL.20210204
        摘要：半导体量子点因其具有精准的尺寸调控、独特的光电特性、丰富的表面活性位点等优势，在光催化剂设计和机理研究中获得了广泛关注。与传统半导体量子点主要作为光吸收单元不同，新兴的碳点更是在增加光吸收、促进电荷分离和增加表面反应位点等光催化不同环节均展现出优异的应用潜力。然而，量子点光催化剂由于小尺寸带来电荷复合严重、易团聚、稳定性差等问题而限制了其光催化性能。解决这些问题的主要途径之一是将零维(0D)量子点负载到超薄的二维(2D)纳米片上，形成0D/2D纳米复合材料，使量子点更加分散和稳定，且2D纳米材料促进的加速电荷转移能够抑制光生电荷的复合，从而可以有效地改善量子点基光催化剂的催化活性和稳定性。本文系统阐述了半导体量子点和碳点基0D/2D异质结光催化剂的构筑及应用，着重讨论了不同类型0D/2D异质结的光催化作用机理及面临的挑战，最后对其未来发展进行了分析和展望。  
        关键词：光催化;制氢;0D/2D异质结;半导体量子点;碳点   
        358
        |
        254
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 18310809 false
        发布时间：2021-09-03
      • 邹宇,唐明宇,曲姚姚,张芳,柴芳
        2021, 42(8): 1297-1306. DOI: 10.37188/CJL.20210200
        摘要：硝基苯酚被视作严重的污染物，特别是对硝基苯酚(4-NP)和邻硝基苯酚(2-NP)，作为制药工业的重要原料，它们在水中溶解性好、稳定性强，会对环境中的水体造成严重的威胁，因此，检测和监测水体中的4-NP和2-NP至关重要。利用水热法将巯基丁二酸作为碳源，制备出蓝色荧光碳点(MSA-CDs)，在340 nm处激发，碳点在437 nm 得到最佳发射，荧光量子产率为32%，荧光寿命为9.65 ns。在本研究中，蓝色荧光碳点可以作为荧光探针，对4-NP和2-NP有特殊的响应，使碳点的荧光强度发生明显的减弱，检测限分别为18.3 nmol/L和24.0 nmol/L。该碳点可以在实际水样中检测4-NP和2-NP并得到较理想的回收率，说明碳点具备更为广泛的应用优势及可能性。  
        关键词：蓝色碳点;荧光;检测;硝基苯酚   
        287
        |
        184
        |
        1
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 18310826 false
        发布时间：2021-09-03
      • 湛志华,陈茺而,莫大幸,谢木标,薛茗月,韩国成,毛惠会,钟菁青
        2021, 42(8): 1307-1313. DOI: 10.37188/CJL.20210157
        摘要：探索合成方法简单的近红外比率荧光探针具有重要意义。本文以高山榕树叶为碳源，乙醇、丙酮为提取剂，采用溶剂热法于200 ℃高压反应釜中反应10 h，一步合成具有近红外双发射荧光特性的碳量子点(CDs)。透射电镜(TEM)表明合成的CDs分散性好、平均尺寸约为4.70 nm，晶格常数为0.32 nm。X射线衍射(XRD)结果显示该碳点在2θ=22°附近有一个较宽的衍射峰，表明该CDs为sp2杂化的无定形碳。傅里叶红外光谱(FT-IR)显示其含有氨基、羰基、醇羟基和甲基。荧光光谱表明，最大激发波长410 nm，最大发射波长为466 nm和676 nm。以硫酸奎宁做参比测得荧光量子产率为26.31%。实验还探讨了CDs的酸碱、光学、抗盐和金属离子的稳定性以及细胞成像效果。以上结果表明，该碳点具有原料廉价易得、制作简便、对酸碱稳定、抗光漂白性良好等优点，具有良好的光学成像应用前景。  
        关键词：碳量子点;近红外荧光;细胞成像   
        348
        |
        188
        |
        4
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10457110 false
        发布时间：2021-09-03
      • 王琴,杨雯,庄镜儒,李靖,杨培志,汪正良
        2021, 42(8): 1314-1322. DOI: 10.37188/CJL.20210159
        摘要：以大麦苗为碳源，采用一锅热解法成功获得碳点(CDs)，并对其硼、氮及混合掺杂体系进行了研究。该类型碳点在水溶液中表现出很强的紫外光区宽带吸收，并产生独特的近紫外光和蓝光双发射光学特性；单掺硼及硼氮共掺的CDs粉体表现出良好的固体发光特性，在蓝光区具有较强激发并产生明亮的绿光发射。将这两种CDs作为荧光粉与蓝光GaN芯片结合，制作出LED器件，表现出良好的发光性能。通过K2SiF6∶Mn4+红粉的引入可得到高效、高显色性的白光LED。  
        关键词：碳点;大麦苗;发光性能;LED器件   
        457
        |
        295
        |
        3
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 10457491 false
        发布时间：2021-09-03
      0