高等学校化学学报 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (12): 2427.doi: 10.7503/cjcu20190481
吴子杰1,2,李鑫1,2,李志伟1,2,李迪1,翟阅臣1,2,周鼎1,*(),曲松楠3
收稿日期:
2019-09-09
出版日期:
2019-12-04
发布日期:
2019-12-04
通讯作者:
周鼎
E-mail:zhouding@ciomp.ac.cn
基金资助:
Zijie WU1,2,Xin LI1,2,Zhiwei LI1,2,Di LI1,Yuechen ZHAI1,2,Ding ZHOU1,*(),Songnan QU3
Received:
2019-09-09
Online:
2019-12-04
Published:
2019-12-04
Contact:
Ding ZHOU
E-mail:zhouding@ciomp.ac.cn
Supported by:
摘要:
将绿光碳纳米点(g-CDs)水溶液与聚丙烯酸钠(PAAS)复合, 制备了具有高荧光量子效率的(g-CDs@PAAS)复合材料. PAAS因具有大量羧基基团而具有强吸水性, 能与g-CDs表面大量的羧基、 羟基及氨基基团产生氢键作用, 使g-CDs在复合材料中维持单分散状态, 有效地克服了g-CDs在固态下因聚集而引发的荧光猝灭问题. 这种复合方法操作简单, 制备过程中原材料无损失, g-CDs负载量高达30%的发光复合材料的荧光量子效率为52%. 此外, g-CDs@PAAS复合材料具有良好的热稳定性、 光稳定性和耐有机溶剂等特点, 可作为颜色转换层应用于白光发光二极管.
中图分类号:
TrendMD:
吴子杰,李鑫,李志伟,李迪,翟阅臣,周鼎,曲松楠. 碳纳米点@聚丙烯酸钠复合材料的制备及在发光二极管中的应用. 高等学校化学学报, 2019, 40(12): 2427.
Zijie WU,Xin LI,Zhiwei LI,Di LI,Yuechen ZHAI,Ding ZHOU,Songnan QU. Synthesis of Highly Luminescent Carbon Dots@Polyacrylate Sodium Composites with High Loading Fraction and Their Application in Light-Emitting Diodes †. Chem. J. Chinese Universities, 2019, 40(12): 2427.
Fig.1 Optical images for illustrating the preparation process of g-CDs@PAAS composites (A) Images of PAAS powders(left) and g-CDs aqueous solution(right) under sunlight; (B) after mixing the PAAS powders and g-CDs aqueous solution, the images of the mixtures under sunlight(left) and UV light(right); (C) after removing the solvent, the images of the g-CDs@PAAS composites under sunlight(C) and UV light(D).
Sample | τ1/ns | A1(%) | τ2/ns | A2(%) | τave/ns | χ2 |
---|---|---|---|---|---|---|
g-CDs solution | 5.03 | 74.8 | 10.81 | 25.2 | 6.48 | 1.2 |
g-CDs@PAAS | 3.98 | 15.3 | 12.34 | 84.7 | 11.06 | 1.3 |
Table 1 Comparison of the PL lifetime of g-CDs solution and g-CDs@PAAS composites
Sample | τ1/ns | A1(%) | τ2/ns | A2(%) | τave/ns | χ2 |
---|---|---|---|---|---|---|
g-CDs solution | 5.03 | 74.8 | 10.81 | 25.2 | 6.48 | 1.2 |
g-CDs@PAAS | 3.98 | 15.3 | 12.34 | 84.7 | 11.06 | 1.3 |
Fig.5 Evaluation of the photostability(A), the thermal stability(B), resistance to chloroform(C) and UV light(D) of g-CDs@PAAS composites a. Fluorescent dye; b. g-CDs@PAAS.
Fig.7 Images(A—C) and CIE chromaticity diagram(D) of working WLEDs with different CIE coordinates and color temperatures m(g-CDs@PAAS):m(epoxy-sclicone): (A) 1:5; (B) 2:5; (C) 3:5. Insets in (A—C) are the corresponding optical images and emission spectra. (D) m(g-CDs@PAAS):m(epoxy-silicone): a. 1:5; b. 2:5; c. 3:5.
[1] |
Grandjean N., Butté R ., Nat. Photonics, 2011,5(12), 714— 715
doi: 10.1038/nphoton.2011.298 URL |
[2] |
Huang X. Y ., Nat. Photonics, 2014,8(10), 748— 749
doi: 10.1038/nphoton.2014.221 URL |
[3] |
Liu B. Q., Wang L., Gao D. Y., Zou J. H., Ning H. L., Peng J. B., Cao Y ., Light: Sci. Appl., 2016,5(8), e16137
doi: 10.1038/lsa.2016.137 URL pmid: 30167184 |
[4] |
Dai P. P., Li C., Zhang X. T., Xu J., Chen X., Wang X. L., Jia Y., Wang X. J., Liu Y. C ., Light: Sci. Appl., 2016,5(1), e16024
doi: 10.1038/lsa.2016.24 URL |
[5] |
Pust P., Weiler V., Hecht C., Tucks A., Wochnik A. S., Henss A. K., Wiechert D., Scheu C., Schmidt P. J., Schnick W ., Nat. Mater., 2014,13(9), 891— 896
doi: 10.1038/nmat4012 URL pmid: 24952748 |
[6] |
Li X. F., Budai J. D., Liu F., Howe J. Y., Zhang J. H., Wang X. J., Gu Z. J., Sun C. J., Meltzer R. S., Pan Z. W ., Light: Sci. Appl., 2013,2(1), e50
doi: 10.1038/lsa.2013.6 URL |
[7] |
Dai Q. Q., Duty C. E., Hu M. Z ., Small, 2010,6(15), 1577— 1588
doi: 10.1002/smll.201000144 URL pmid: 20602425 |
[8] |
Wang L., Xie R. J., Li Y. Q., Wang X. J., Ma C. G., Luo D., Takeda T., Tsai Y. T., Liu R. S., Hirosaki N ., Light: Sci. Appl., 2016,5(10), e16155
doi: 10.1038/lsa.2016.155 URL pmid: 30167122 |
[9] |
Lim S. H., Ko Y. H., Rodriguez C., Gong S. H., Cho Y. H ., Light: Sci. Appl., 2016,5(2), e16030
doi: 10.1038/lsa.2016.30 URL pmid: 30167143 |
[10] |
Jang E., Jun S., Jang H., Lim J., Kim B., Kim Y ., Adv. Mater., 2010,22(28), 3076— 3080
doi: 10.1002/adma.201000525 URL pmid: 20517873 |
[11] |
Adam M., Gaponik N., Eychmuller A., Erdem T., Soran-Erdem Z., Demir H. V ., J. Phys. Chem. Lett., 2016,7, 4117— 4123
doi: 10.1021/acs.jpclett.6b01699 URL pmid: 27687584 |
[12] |
Abe S., Joos J. J., Martin L. I. D. J., Hens Z., Smet P. F ., Light: Sci. Appl., 2017,6(6), e16271
doi: 10.1038/lsa.2016.271 URL pmid: 30167259 |
[13] |
Sun Y. P., Zhou B., Lin Y., Wang W., Fernando K. A., Pathak P., Meziani M. J., Harruff B. A., Wang X., Wang H. F., Luo P. G., Yang H., Kose M. E., Chen B. L., Veca L. M., Xie S. Y ., J. Am. Chem. Soc., 2006,128(24), 7756— 7757
doi: 10.1021/ja062677d URL pmid: 16771487 |
[14] |
Gong N. Q., Ma X. W., Ye X. X., Zhou Q. F., Chen X. A., Tan X. L., Yao S. K., Huo S. D., Zhang T. B., Chen S. Z., Teng X. C., Hu X. X., Yu J., Gan Y. L., Jiang H. D., Li J. H., Liang X. J ., Nat. Nanotechnol., 2019,14(4), 379— 387
doi: 10.1038/s41565-019-0373-6 URL pmid: 30778211 |
[15] |
Song Y. B., Zhu S. J., Xiang S. Y., Zhao X. H., Zhang J. H., Zhang H., Fu Y., Yang B ., Nanoscale, 2014,6(9), 4676— 4682
doi: 10.1039/c4nr00029c URL |
[16] |
Jiang B. P., Yu Y. X., Guo X. L., Ding Z. Y., Zhou B., Liang H., Shen X. C ., Carbon, 2018,128, 12— 20
doi: 10.1016/j.carbon.2017.11.070 URL |
[17] |
Chen J., Wei J. S., Zhang P., Niu X. Q., Zhao W., Zhu Z. Y., Ding H., Xiong H. M ., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017,9(22), 18429— 18433
doi: 10.1021/acsami.7b03917 URL pmid: 28537370 |
[18] |
Liu M. L., Chen B. B., Li C. M., Huang C. Z ., Green Chem., 2019,21(3), 449— 471
doi: 10.1039/C8GC02736F URL |
[19] |
Yang X. D., Yang X., Li Z. Y., Li S. Y., Han Y. X., Chen Y., Bu X. Y., Su C. Y., Xu H., Jiang Y. N., Lin Q ., J. Colloid Interface Sci., 2015,456, 1— 6
doi: 10.1016/j.jcis.2015.06.002 URL pmid: 26074383 |
[20] |
Zhao P., Li X. P., Baryshnikov G., Wu B., Ågren H., Zhang J. J., Zhu L. L ., Chem. Sci., 2018,9(5), 1323— 1329
doi: 10.1039/c7sc04607c URL pmid: 29675179 |
[21] |
Zhang Y. J., Yuan R. R., He M. L., Hu G. C., Jiang J. T., Xu T., Zhou L., Chen W., Xiang W. D., Liang X. J ., Nanoscale, 2017,9(45), 17849— 17858
doi: 10.1039/c7nr05363k URL pmid: 29116274 |
[22] |
Liu J. C., Wang N., Yu Y., Yan Y., Zhang H. Y., Li J. Y., Yu J. H ., Sci. Adv., 2017,3(5), e1603171
doi: 10.1126/sciadv.1603171 URL pmid: 28560347 |
[23] |
Zhu A. W., Qu Q., Shao X. L., Kong B., Tian Y ., Angew. Chem., Int. Ed., 2012,51(29), 7185— 7189
doi: 10.1002/anie.201109089 URL pmid: 22407813 |
[24] |
Liu C., Bao L., Tang B., Zhao J. Y., Zhang Z. L., Xiong L. H., Hu J., Wu L. L., Pang D. W ., Small, 2016,12(34), 4702— 4706
doi: 10.1002/smll.201503958 URL pmid: 26972488 |
[25] |
Wang Y. F., Hu A. G ., J. Mater. Chem. C, 2014,2(34), 6921— 6939
doi: 10.1039/C4TC00988F URL |
[26] |
Jiang K., Sun S., Zhang L., Lu Y., Wu A. G., Cai C. Z., Lin H. W ., Angew. Chem., Int. Ed., 2015,54(18), 5360— 5363
doi: 10.1002/anie.201501193 URL pmid: 25832292 |
[27] |
Ge J. C., Jia Q. Y., Liu W. M., Guo L., Liu Q. Y., Lan M. H., Zhang H. Y., Meng X. M., Wang P. F ., Adv. Mater., 2015,27(28), 4169— 4177
doi: 10.1002/adma.201500323 URL pmid: 26045099 |
[28] |
Ding H., Yu S. B., Wei J. S., Xiong H. M ., ACS Nano, 2016,10(1), 484— 491
doi: 10.1021/acsnano.5b05406 URL pmid: 26646584 |
[29] |
Guo X., Wang C. F., Yu Z. Y., Chen L., Chen S ., Chem. Commun., 2012,48(21), 2692— 2694
doi: 10.1039/c2cc17769b URL pmid: 22306963 |
[30] |
Liu R. L., Wu D. Q., Liu S. H., Koynov K., Knoll W., Li Q ., Angew. Chem., Int. Ed., 2009,48(25), 4598— 4601
doi: 10.1002/anie.200900652 URL pmid: 19388019 |
[31] |
Liu J., Xiong R. H., Brans T., Lippens S., Parthoens E., Zanacchi F. C., Magrassi R., Singh S. K., Kurungot S., Szunerits S., Bove H., Ameloot M., Fraire J. C., Teirlinck E., Samal S. K., Rycke R., Houthaeve G., De Smedt S. C., Boukherroub R., Braeckmans K ., Light: Sci. Appl., 2018,7, 47
doi: 10.1038/s41377-018-0048-3 URL pmid: 30839577 |
[32] |
Zheng D. W., Li B., Li C. X., Fan J. X., Lei Q., Li C., Xu Z. S., Zhang X. Z ., ACS Nano, 2016,10(9), 8715— 8722
doi: 10.1021/acsnano.6b04156 URL pmid: 27532320 |
[33] |
Xu X. W., Zhang K., Zhao L., Li C., Bu W. H., Shen Y. Q., Gu Z. Y., Chang B., Zheng C. Y., Lin C. T., Sun H. C., Yang B ., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016,8(48), 32706— 32716
doi: 10.1021/acsami.6b12252 URL pmid: 27934165 |
[34] |
Qu D., Zheng M., Li J., Xie Z. G., Sun Z. C ., Light: Sci. Appl., 2015,4(12), e364
doi: 10.1038/lsa.2015.137 URL |
[35] |
Fernando K. A., Sahu S., Liu Y., Lewis W. K., Guliants E. A., Jafariyan A., Wang P., Bunker C. E., Sun Y. P ., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015,7(16), 8363— 8376
doi: 10.1021/acsami.5b00448 URL pmid: 25845394 |
[36] |
Xiao L., Sun H. D ., Nanoscale Horiz., 2018,3(6), 565— 597
doi: 10.1039/C8NH00106E URL |
[37] |
Li X. M., Rui M. C., Song J. Z., Shen Z. H., Zeng H. B ., Adv. Funct. Mater., 2015,25(31), 4929— 4947
doi: 10.1002/adfm.v25.31 URL |
[38] |
Zhou D., Jing P. T., Wang Y., Zhai Y. C., Li D., Xiong Y., Baranov A. V., Qu S. N., Rogach A. L ., Nanoscale Horiz., 2019,4(2), 388— 395
doi: 10.1039/C8NH00247A URL |
[39] |
Wang Y., Kalytchuk S., Wang L. Y., Zhovtiuk O., Cepe K., Zboril R., Rogach A. L ., Chem. Commun., 2015,51(14), 2950— 2953
doi: 10.1039/c4cc09589h URL pmid: 25594080 |
[40] |
Kwon W., Do S., Lee J., Hwang S., Kim J. K., Rhee S. W ., Chem. Mater., 2013,25(9), 1893— 1899
doi: 10.1021/cm400517g URL |
[41] |
Chen Y. H., Zheng M. T., Xiao Y., Dong H. W., Zhang H. R., Zhuang J. L., Hu H., Lei B. F., Liu Y. L ., Adv. Mater., 2016,28(2), 312— 318
doi: 10.1002/adma.201503380 URL pmid: 26568431 |
[42] |
Sun C., Zhang Y., Kalytchuk S., Wang Y., Zhang X. Y., Gao W. Z., Zhao J., Cepe K., Zboril R., Yu W. W., Rogach A. L ., J. Mater. Chem. C, 2015,3(26), 6613— 6615
doi: 10.1039/C5TC01379H URL |
[43] |
Zhou D., Zhai Y. C., Qu S. N., Li D., Jing P. T., Ji W. Y., Shen D. Z., Rogach A. L ., Small, 2017,13(6), 1602055
doi: 10.1002/smll.v13.6 URL |
[44] |
Zhai Y. C., Zhou D., Jing P. T., Li D., Zeng H. B., Qu S. N ., J. Colloid Interface Sci., 2017,497, 165— 171
doi: 10.1016/j.jcis.2017.03.007 URL pmid: 28284070 |
[45] |
Sun M. Y., Qu S. N., Hao Z. D., Ji W. Y., Jing P. T., Zhang H., Zhang L. G., Zhao J. L., Shen D. Z ., Nanoscale, 2014,6(21), 13076— 13081
doi: 10.1039/c4nr04034a URL |
[46] |
Zhai Y. C., Shen F. Z., Zhang X. T., Jing P. T., Li D., Yang X. D., Zhou D., Xu X. W., Qu S. N ., J. Colloid Interface Sci., 2019,554, 344— 352
doi: 10.1016/j.jcis.2019.07.022 URL pmid: 31306946 |
[47] |
Liu M. Z., Guo T. H ., J. Appl. Polym. Sci., 2001,82(6), 1515— 1520
doi: 10.1002/(ISSN)1097-4628 URL |
[48] |
Hua F. J., Qian M. P ., J. Mater. Sci., 2001,36(3), 731— 738
doi: 10.1023/A:1004849210718 URL |
[49] |
Ogawa I., Yamano H., Miyagawa K ., J. Appl. Polym. Sci., 1993,47(2), 217— 222
doi: 10.1002/app.1993.070470204 URL |
[50] |
Zhou D., Li D., Jing P. T., Zhai Y. C., Shen D. Z., Qu S. N., Rogach A. L ., Chem. Mater., 2017,29(4), 1779— 1787
doi: 10.1021/acs.chemmater.6b05375 URL |
[51] |
Qu S. N., Shen D. Z., Liu X. Y., Jing P. T., Zhang L. G., Ji W. Y., Zhao H. F., Fan X. W., Zhang H ., Part. Part. Syst. Charact., 2014,31(11), 1175— 1182
doi: 10.1002/ppsc.201400055 URL |
[52] |
Zou H. Y., Liu M., Zhou D., Zhang X., Liu Y., Yang B., Zhang H ., J. Phys. Chem. C, 2017,121(9), 5313— 5323
doi: 10.1021/acs.jpcc.6b12129 URL |
[1] | 伍泽鑫, 朱渊杰, 王泓中, 王均安, 贺英. 甲基修饰的咔唑/二苯砜基AIE-TADF蓝光材料及其OLED器件[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(11): 20220371. |
[2] | 李伦, 张静妍, 罗静, 刘仁, 朱乙. UV/Vis-LED激发的香豆素吡啶鎓盐光引发剂的合成及性能[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(10): 20220178. |
[3] | 袁博, 祁超超, 张相挺, 栾国颜, 邹海峰. 基于能量传递可调光色荧光粉Ca2LaTaO6∶ Dy3+, Sm3+的发光性质及其发光二极管器件应用[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(9): 2717. |
[4] | 王坤华, 姚纪松, 杨俊楠, 宋永慧, 刘雨莹, 姚宏斌. 金属卤化物钙钛矿纳米晶高效发光二极管的制备与器件性能优化[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(5): 1464. |
[5] | 孟利利, 陈琳琳, 张小亮, 解令海, 刘欢. 可控液体输运制备取向聚合物薄膜:面向性能增强的发光二极管[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(4): 1260. |
[6] | 刘瑶, 邓正涛. 反溶剂法快速合成高效发光二维锡卤钙钛矿材料[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(12): 3774. |
[7] | 王婷婷, 雷宇涵, 林宇娟, 黄加玲, 刘翠娥, 郑凤英, 李顺兴. 脂质体封端CsPbX3(X=Cl,Br,I)纳米晶体的制备及在发光二极管中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(8): 1896. |
[8] | 薛雅荣, 李洪伟, 吴玉清. 基于聚乙烯亚胺碳纳米点的桑色素比率型荧光探针[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(7): 1531. |
[9] | 左晓玲, 吴翀, 黄安荣, 罗姣莲, 李竹玉, 王梦, 周颖, 余洪钠, 郭建兵. 可见光响应的荧光增白剂基多功能光引发体系[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(4): 811. |
[10] | 张敏, 刘欢. 溶液法制备图案化量子点薄膜的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(3): 401. |
[11] | 罗菊香, 程德书, 李明春, 辛梅华. 可见光诱导苯乙烯的常温快速可逆加成-断裂链转移聚合[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(4): 800. |
[12] | 吴小龑, 刘琳琳, 解增旗, 马於光. 金属纳米粒子增强有机光电器件性能研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2016, 37(3): 409. |
[13] | 孙书恒, 吴英, 周威龙, 陈友春, 李枫红. 以碱金属盐为阴极界面层的有机光电器件的制备及性能[J]. 高等学校化学学报, 2015, 36(2): 349. |
[14] | 杜燕燕, 黄科科, 张佳旗, 王楚楚, 初学峰, 侯长民, 冯守华. 近紫外激发Sm3+与Sr2+, Ba2+, Bi3+共掺杂的La1/3NbO3的发光性质[J]. 高等学校化学学报, 2013, 34(3): 509. |
[15] | 吴静, 张吉林, 周文理, 荣春英, 余丽萍, 李承志, 廉世勋. Ce3+,Tb3+,Eu3+共掺杂Sr2MgSi2O7体系的白色发光和能量传递机理[J]. 高等学校化学学报, 2013, 34(2): 306. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||