氮量子點(diǎn)的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展

賴 幸 陰 強(qiáng) 呂家煒

(東華理工大學(xué)化學(xué)生物與材料科學(xué)學(xué)院，江西 南昌 330013)

0 引言

自1983年Brus等[1]發(fā)現(xiàn)CdS量子點(diǎn)以來，量子點(diǎn)憑借發(fā)射波長(zhǎng)可調(diào)、吸收峰寬、熒光量子產(chǎn)率高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為納米材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。之后，CdSe、CdTe量子點(diǎn)等[2]含重金屬量子點(diǎn)的研究也逐漸增加，但重金屬元素使量子點(diǎn)具有生物毒性，限制了其應(yīng)用，開發(fā)無毒性的量子點(diǎn)成為新的研究方向。2004年，Xu等[3]在分離、提純單壁碳納米管時(shí)首次發(fā)現(xiàn)了C-dots，之后C-dots引起了廣泛關(guān)注，已被應(yīng)用到催化、生物和光電等領(lǐng)域[4]。相比于傳統(tǒng)無機(jī)半導(dǎo)體量子點(diǎn)，C-dots的熒光量子產(chǎn)率低。為了解決這個(gè)問題，研究人員通過氮摻雜去增加C-dots的活性位點(diǎn)和量子產(chǎn)率[5]。然而，現(xiàn)有的摻雜方式條件苛刻，摻入的氮元素含量低且僅存在于C-dots表面，限制了其應(yīng)用[6，7]。因此，研究人員致力于開發(fā)一種以氮元素為基礎(chǔ)的新型納米材料。2014年湯新景課題組首先提出N-dots，該量子點(diǎn)具有水溶性好、光穩(wěn)定性優(yōu)異和生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)[8]，在分析檢測(cè)、熒光標(biāo)記、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文綜述了N-dots的制備方法以及在分析檢測(cè)、熒光標(biāo)記、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展，展望了N-dots在未來的發(fā)展方向。

1 制備方法

目前，N-dots的制備方法主要有水熱法、微波法和光化學(xué)法三種方法。

1.1 水熱法

水熱法是一種簡(jiǎn)便、低成本且環(huán)境友好的納米材料合成方法。Chen等[8]將2-疊氮咪唑在甲醇中以一定溫度加熱24h，制備了不同粒徑的N-dots，其氮含量最高可達(dá)34.48%。為了減少反應(yīng)……