限域合成氮化碳插层荧光材料

荧光材料应用广泛，因而受到研究人员的密切关注。如何合成具有高荧光量子产率和稳定性的材料是该领域研究的核心问题。以碳点为代表的荧光碳纳米材料具有可调变的结构和性能，近年来成为研究的热点。氮化碳作为一种二维碳材料具有匹配的能级结构，广泛应用于光催化领域，同时共轭的碳/氮结构使其拥有与生俱来的荧光特性。但是传统高温聚合法制备的氮化碳粉末只具有小于5%的荧光量子产率，需要经过剥层或者酸处理形成超薄纳米片才具有可应用的荧光性能。如何通过特定的技术手段合成在固态下分散的具有高量子产率的氮化碳材料便成为一大难题。

北京化工大学的卫敏教授和梁瑞政博士课题组长期致力于二维层状双金属氢氧化物（Layered double hydroxides, LDHs）的研究，LDHs的主体层板包含正电荷，层间的阴离子可以自由调变，可作为很好的二维微反应器模型。基于此，他们通过触发层间柠檬酸和尿素的反应，将氮化碳原位合成在二维层板间，得到在固态条件下发射强烈荧光的粉体材料，其固态量子产率可达95.9%，同时对环境温度和pH刺激具有很强的稳定性。与此同时，他们还对其反应过程、生成方式和荧光特性进行了阐述，由此表现出在照明和成像领域广阔的应用前景。另外，这种将荧光材料限域合成在固态二维框架中的方法也为其他固态荧光材料的设计与合成提供了很好的研究思路。相关研究成果已于近期发表在国际著名学术期刊Advanced Materials 上，第一作者为博士生刘闻笛。

LDHs层间合成氮化碳结构

该论文作者为：Wendi Liu, Simin Xu, Shanyue Guan, Ruizheng Liang, Min Wei, David G. Evans, Xue Duan

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Confined Synthesis of Carbon Nitride in a Layered Host Matrix with Unprecedented Solid-State Quantum Yield and Stability

Adv. Mater., 2018, 30, 1704376, DOI: 10.1002/adma.201704376

导师介绍

卫敏

http://www.x-mol.com/university/faculty/8792