水溶性C60纳米颗粒的超声辅助制备及发光性质研究

doi:10.7503/cjcu20131020

高等学校化学学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (5): 949.doi: 10.7503/cjcu20131020

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水溶性C₆₀纳米颗粒的超声辅助制备及发光性质研究

李冰^1,^2,³, 姚明光¹, 李春杰², 杜明润¹, 刘冰冰¹()

1. 吉林大学超硬材料国家重点实验室, 长春 130012
2. 长春师范大学物理学院, 长春 130032
3. 吉林大学化学学院, 长春 130012

收稿日期:2013-10-21 出版日期:2014-05-10 发布日期:2013-11-25
作者简介:联系人简介: 刘冰冰, 女, 博士, 教授, 博士生导师, 主要从事高压物理研究. E-mail:liubb@jlu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(批准号: 51320105007, 51025206)、长春师范大学自然科学基金(批准号: 2011-006)和吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目(批准号: 2013-257, 2013-454)资助

Synthesis of Water-soluble C₆₀ Nanoparticles Under Ultrasonication and Investigation of Their Photoluminescence Property^†

LI Bing^1,^2,³, YAO Mingguang¹, LI Chunjie², DU Mingrun¹, LIU Bingbing^1,^*()

1. State Key Laboratory of Superhard Materials, Jilin University, Changchun 130012, China
2. College of Physics, Changchun Normal University, Changchun 130032, China
3. College of Chemistry, Jilin University, Changchun 130012, China

Received:2013-10-21 Online:2014-05-10 Published:2013-11-25
Contact: LIU Bingbing E-mail:liubb@jlu.edu.cn
Supported by:
† Supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.51320105007, 51025206), the Natural Science Foundation of Changchun Normal University, China(No.2011-006), and “the Twelfth Five-year” Planning Project of Jilin Provincial Education Department Foundation, China(Nos.2013-257, 2013-454)

摘要/Abstract

摘要：

采用改进的超声方法制备水溶性C₆₀纳米颗粒(C₆₀NPs), 研究了超声水浴温度对C₆₀NPs尺寸和分散性的影响及C₆₀NPs的发光特性. 结果表明, 随着超声水浴温度的升高, C₆₀NPs颗粒尺寸减小, 且分散性明显改善. 热重分析(TGA)和红外光谱(IR)的测试结果表明, 水和溶剂占C₆₀NPs总质量的57%. 经过200 ℃加热处理后, C₆₀NPs尺寸明显缩减, 得到了无溶剂残留的水溶性C₆₀量子点. 发光测试结果表明, 不含溶剂和水的C₆₀量子点发光明显增强, 比C₆₀NPs的发光增强1个数量级.

关键词: 水溶性C60纳米颗粒, 量子点, 超声辅助, 发光性质

Abstract:

C₆₀ nanoparticles(C₆₀NPs) were prepared through a modified ultrasonic process. The effects of ultrasonic bath temperature on the particle size and distribution of C₆₀NPs, as well as the photoluminescence spectroscopy(PL) property of C₆₀NPs were studied. The results show that as the ultrasonic bath temperature increase, the average particle size of C₆₀NPs decrease and the dispersibility of C₆₀NPs improve obviously. Thermogravimetric analysis(TGA) and infrared(IR) spectroscopy measurements indicate that water and solvent accounte for 57% of the total mass of C₆₀NPs. After heating at 200 ℃, the particle size of C₆₀NPs is significantly reduced, and subsequently the water soluble C₆₀ quantum dots without solvent are obtained. The PL intensity from such water soluble C₆₀ quantum dots is about one order of magnitude higher than that from the as-prepared C₆₀NPs.

Key words: Soluble C60 nanoparticles, Quantum dot, Ultrasonic process, Photoluminescence(PL) property

中图分类号:

O613.7
O644

TrendMD:

李冰, 姚明光, 李春杰, 杜明润, 刘冰冰. 水溶性C₆₀纳米颗粒的超声辅助制备及发光性质研究. 高等学校化学学报, 2014, 35(5): 949.

LI Bing, YAO Mingguang, LI Chunjie, DU Mingrun, LIU Bingbing. Synthesis of Water-soluble C₆₀ Nanoparticles Under Ultrasonication and Investigation of Their Photoluminescence Property^†. Chem. J. Chinese Universities, 2014, 35(5): 949.

图/表 5

Fig.1 Hydrodynamic diameter of C60NPs synthesized under different ultrasonic bath temperatures^ (A) 60 ℃; (B) 40 ℃; (C) 20 ℃.

Fig.2 TEM images of C60NPs synthesized under different ultrasonic bath temperatures(A—C) and TEM images of the samples after heating at 200 ℃(D—F)^ Ultrasonic bath temperature: (A), (D) 60 ℃; (B), (E) 40 ℃; (C), (F) 20 ℃.

Fig.3 TGA curve of C60NPs

Fig.4 IR spectra of pristine C60(a), C60NPs(b) andC60NP s after heating at 200 ℃(c)^* Four typical IR peaks of C60.

Fig.5 PL spectra of C60NPs and C60NPsafter heating at 200 ℃^λex= 830 nm; ↔: the missing part filtrated by notch filter.

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