摘要
手性是自然界最显著的特征之一,在化学,物理,生物学和医学领域很重要。碳点(CDs)的出色特性,包括生物相容性,低毒性,光致发光以及易于合成和修饰,使其成为传统半导体量子点的有力竞争者。将手性应用于CDs将会产生一类具有实用价值的CDs新材料——手性CDs(Ch-CDs),可用于对映体识别和分离,手性催化,生物成像和生物医学等领域。目前,Ch-CDs的发射波长均集中在蓝绿光区,很少有报道涉及具有挑战性的发射红光和波长可调的Ch-CDs的制备。近年来,与Ch-CDs相关的复合材料蓬勃发展,在多个领域具有重要应用。全无机卤化物钙钛矿量子点复合材料也表现出许多独特的性质。然而,手性CDs和CsPbBr3纳米晶形成的复合材料至今尚未被探索。针对这些突出的问题,本文将从长波长Ch-CDs的制备,光致发光可调的Ch-CDs的制备,以及手性CDs-CsPbBr3钙钛矿量子点复合材料的制备三个方面展开深入研究,具体工作如下: (1)采用两步合成法制备了具有红色发射的Ch-CDs。选取具有共轭结构的邻苯二胺前驱体,通过H2SO4的碳化作用,制备出了具有红色发射的非手性碳核。再通过手性配体丙氨酸的修饰,制备了具有红色发射的Ch-CDs,其发射波长位于603nm,半峰宽(FWHM)为39.5nm,荧光量子效率为46.03%。 (2)采用一步合成法制备了多色Ch-CDs,并赋予其多色的圆偏振发光。使用常见的前体L-/D-色氨酸和邻苯二胺,采用溶剂热法,在相同的反应温度下合成了具有红色和多色发射的Ch-CDs。多色Ch-CDs的量子产率在31%至54%之间。通过超分子自组装,赋予了多色发射Ch-CDs以圆偏振发光,其最大不对称因子(glum)为-1×10-2。重要的是,通过调节凝胶中三种颜色Ch-CDs的混合比例,首次制备了具有白色圆偏振发光的Ch-CDs。我们的策略为设计具有手性光学性质的材料提供了令人兴奋的机会。 (3)采用室温配体辅助再沉淀的方法制备了具有手性的CDs-CsPbBr3复合材料。以L-/D-丝氨酸为反应前体,采用水热法制备Ch-CDs。所制备的手性CDs-CsPbBr3复合材料的发射峰位于515nm,荧光量子效率为89.87%,具有优异的光致发光性质以及特殊的手性光学性质。