石墨烯量子點與碳量子點能等同么?有什麼區別?


2015-03-14

有人說碳點跟石墨烯量子點類似,可以從碳源的不同進行區分,例如碳點:檸檬酸,葡萄糖等;石墨烯量子點:石墨,碳纖維,煤炭等,此外有一些碳點的晶格不明顯,而石墨烯碳點晶格明顯。這點需要從事碳量子點的學者來解釋,我是門外漢,我只懂石墨烯怎麼作成量子點而已。碳量子點與各種金屬量子點類似,碳量子點在光照的情況下可以發出明亮的光。它在包括改進生物感測器、醫學成像設備和微小的發光二極體的很廣的領域中都有應用前景。相對金屬量子點而言,碳量子點無毒害作用,對環境的危害很小,製備成本低廉

石墨烯量子點 (Graphene
quantum dot) 是准零維的納米材料,其內部電子在各方向上的運動都受到局限,所以量子局限效應特別顯著,具有許多獨特的性質
。這或將為電子學、光電學和電磁學領域帶來革命性的變化。應用於太陽能電池、電子設備、光學染料、生物標記和複合微粒系統等方面。石墨烯量子點在生物、醫學、材料、新型半導體器件等領域具有重要潛在應用。能實現單分子感測器,也可能催生超小型晶體管或是利用半導體激光器所進行的晶元上通訊用來製作化學感測器、太陽能電池、醫療成像裝置或是納米級電路等等。

理論上與二維的石墨烯納米片 (
graphene nanosheets,GNSs)
和一維的石墨烯納米帶 (
graphene nanoribbons,GNRs
) 相比,零維的石墨烯量子點 (
graphene quantum dots,GQDs)
由於其尺寸在 10nm 以下表現出更強的量子限域效應和邊界效應,那就可以推判石墨烯量子點比碳量子點有更好的效果才是


GQD是一種CQD。CQD裡面還有金剛石型,石墨型和聚合物碳型的。這幾種碳點的差距在於量子產率和發射波長上。GQD的量子產率都偏低。幾乎所有的CQD都有激發波長依賴性,這是很有趣的一件事。。


石墨烯量子點屬於碳點的一種,層數少的碳點才是石墨烯量子點。照個拉曼瞅瞅。在下不才,僅供參考。


偶然轉轉,沒想到還有這種問題。在下不才,碳點研究了一段時間。從廣義上說,石墨烯點是碳點的一種,為什麼這麼說呢?因為碳點根據碳源不同,製備方法不同,結構千差萬別。特別是通過熱解或氧化sp3碳結構的小分子前驅物製備的碳點(又叫從下而上法),往往並不具或只有很小的有類氧化石墨烯的sp2共軛島嶼結構,而更類似於大的碳簇(想加文獻但是手機實在不方便)。因此,從結構上來說我們可以把石墨烯點歸為具有石墨片層結構(晶格間距0.32nm)以及較大的網狀sp2共軛島嶼結構的碳點。現在很多文獻裡面都直接把碳點叫做石墨烯點,個人認為非常不嚴謹的做法。


相對於金屬量子點而言,碳量子點無毒,對環境的危害小,造價也更便宜。由它製成的感測器可以用來探測爆炸物和炭疽熱等生化戰劑。克萊蒙森大學化學博士孫亞平說:「碳不是半導體,發光碳納米粒子不管是從理論角度還是從應用角度看都是非常有意思的。它代表著發光納米粒子研究的一個新的平台。」碳量子點與各種金屬量子點類似,碳量子點在光照的情況下可以發出明亮的光。它在包括改進生物感測器、醫學成像設備和微小的發光二極體的很廣的領域中都有應用前景。

量子點一般是從鉛、鎘和硅的混合物中提取出來的,但這些量子點一般有毒,對環境也有很大的危害。所以科學家們尋求在一些良性的化合物中提取量子點。相對金屬量子點而言,碳量子點無毒害作用,對環境的危害很小,製備成本低廉。它的研究代表了發光納米粒子研究進入了一個新的階段。


最近看了幾篇review……覺得有點蒙

15年 Chem. Soc. Rev.(怎麼斜體……)Gao課題組的文章裡面沒有提到

16年 J. Mater. Chem. B Xu的綜述也沒提到

16年 J. Mater. Chem. A Wang的綜述只提到了碳點比石墨烯好

然而,14年Electrochemistry Communications的一篇Mini review把石墨烯量子點果斷算入,原文:

Carbon QDs(CQDs)including carbon nanodots(CNDs)and graphene QDs(GQDs)are with fascinating optical properties…

綜上,從文章影響力上看,我會認為碳量子點和石墨烯量子點是兩個東東


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