Page 28 - 《精细化工》2022年第8期

·1528· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

续表 1
年份 前驱体 制备方法 尺寸/nm 最佳发射波长/nm QY/% 参考文献
2012 柠檬酸、支化聚乙烯亚胺 炭化法 6.2 460 42.5 [29]
2013 甜椒 水热法 4.6 450 19.3 [44]
2013 柠檬酸、乙二胺 水热法 2~6 445 80.6 [45]
2014 柠檬酸、磷酸 水热法 2±1 452 70.0 [39]
2016 柠檬酸、2,2,6,6-四甲基哌啶胺 水热法 3.16 430 21.2 [40]
2016 碱木质素热解炭 酸氧化法 1.5~2.5 442 — [46]
2016 柠檬酸、三(羟甲基)氨基甲烷 微波法 0.8~2.1 410 99.3 [37]
2017 1,3,6-三硝基芘、硫脲 溶剂热法 2.1 450 23.2 [47]
2019 柠檬酸、Na 2S 水热法 4.2 445 21.1 [41]
2020 芦荟、FeCl 3•6H 2O、尿素 水热法 5 441 60.5 [42]
2021 墨西哥薄荷叶子 微波法 2.43±0.02 436 17.0 [14]
注：“—”表示文献未提及，下同。
糖为前驱体，以高沸点溶剂二甘醇代替水，采用微
2 绿色荧光 CDs 的研究 波法制备了发射波长为 517 nm 的绿色荧光 CDs，将
二甘醇换为水，其他反应条件不变，制备了有较弱
2.1 绿色荧光 CDs 的制备
2012 年，FANG 等 [48] 采用炭化法合成了平均粒 蓝色荧光的 CDs，证明反应溶剂的种类在微波法中
的重要作用。为了制备出高 QY 以及更长发射波长
径 < 5 nm 的中空 CDs。该反应采用乙酸为前驱体，
的 CDs，2019 年，张俊莉等 [52] 以活性干酵母为碳源、
利用 P 2 O 5 和水反应释放的热量促进炭化反应，无需
H 3 PO 4 为氧化剂，采用微波法制备了产率约为 50%、
外界加热，如图 3a 所示，反应大约持续 5 min，生
发射波长在 522 nm 左右的绿色荧光 CDs，作者还对
成了在紫外光激发下发射 518 nm 左右的绿色荧光
CDs。2017 年，KHAN 等 [49] 以柠檬酸氢二铵为碳源， 实验进行了放大，结果表明，制得的 CDs 的光学性能
并没有发生较为明显的变化，可有效实现大量制备。
分别以尿素、L-半胱氨酸、L-谷胱甘肽、氨基酸衍

生物以及谷氨酸为氮源，将其混合研磨后在空气中
180 ℃下加热 1 h 合成了 CDs，其中只有以尿素为
氮源的 CDs 显示绿色荧光，最佳发射波长为 537 nm，
QY 高达 46.4%，表明尿素作为氮源在 CDs 合成中
具有重要作用。2020 年，YANG 等 [17] 以海藻酸钠和
尿素为前驱体，通过混合研磨与固态烧结的方式在
空气中 200 ℃下加热 2 h 合成了绿色荧光 CDs，该
CDs 保留了海藻酸钠中的大部分官能团，因此也具
有优异生物相容性。但固态反应方法对前驱体的选
择性较强，长时间暴露在空气中的烧结方式也并不
环保，需要通过大量的实验筛选合适的前驱体，确
定最佳反应时间和温度。
2012 年，MITRA 等 [50] 采用微波法以泊洛沙姆、
聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物（pluronicF-
68）为原料，首次合成了具有荧光特性的疏水 CDs，

该 CDs 粒径分布在 5~20 nm 范围内，紫外光下显示 图 3 炭化法制备中空 CDs [48] （a）；生物基原料制备高
亮绿色荧光，在 380 nm 紫外光激发下，其 QY 为 QY 绿色荧光 CDs [54] （b）
7%。从微波法辅助加热制备 CDs 的实验中可以看 Fig. 3 Preparation of hollow CDs by carbonization method [48]
(a); Preparation of high-QY green fluorescent CDs
出，该方法对尺寸的控制较差，尺寸分布范围较宽， from bio-based raw materials [54] (b)
但操作的简便性和高效性仍是微波法被众人选择的
理由。此外，微波法的反应温度受水为反应介质的 2014 年，王莉等 [53] 以葡萄糖为前驱体，采用水
影响，难以达到较高的水平，可能是其制备的 CDs 热法在 180 ℃下加热 24 h，制备了在紫外光激发下
大都发射蓝色荧光的原因。2014 年，LIU 等 [51] 以蔗 发射绿色荧光、平均粒径为 7.5 nm 的水溶性 CDs。