科学家研制出高载负量高荧光亮度碳纳米点

最近，中国科学院长春光机所曲松南团队首次研制出高负载、高荧光强度的碳纳米点@二氧化硅复合凝胶。在这项工作中，碳纳米点表面的大量羟基官能团被用来引发正硅酸乙酯的水解，二氧化硅被原位涂覆在碳纳米点表面。在高浓度碳纳米点乙醇溶液中，实现了高负载量、高荧光亮度的碳纳米点@二氧化硅复合凝胶，可进一步获得荧光效率高达41%的干凝胶粉末材料，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。相关成果发表在《材料化学》上。

发光碳基纳米点是近年来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的发展遇到了瓶颈。如何在高负载、高亮度的碳纳米点体系下实现高荧光量子效率已经成为碳纳米点在发光器件中应用的关键。

研究人员利用碳纳米点表面的大量羟基官能团引发正硅酸乙酯的水解，从而原位包覆二氧化硅，制备碳纳米点和二氧化硅的复合材料。研究发现，当碳纳米点乙醇溶液浓度较低时，可以得到碳纳米点@二氧化硅复合纳米粒子。然而，在具有高浓度碳纳米点的乙醇溶液中，由于碳纳米点在短时间内引发四乙氧基硅烷的水解，所以当碳纳米点未聚集时，二氧化硅原位复合在碳纳米点的表面上，从而形成凝胶。

碳纳米点@二氧化硅复合干凝胶粉体的荧光量子效率高达41%，实现了高负载、高荧光量子效率的复合材料的合成。同时，该制备方法也适用于表面富含羟基的蓝光碳纳米点，进而获得高荧光亮度的蓝光碳纳米点@二氧化硅复合凝胶。