一步法制備高量子產(chǎn)率碳點(diǎn)/金復(fù)合納米粒子

王景霞， 郭新秋， 王 戈， 童剛生,， 劉 濤

(1.華東理工大學(xué) 化學(xué)工程聯(lián)合國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200237；2.上海交通大學(xué) 分析測(cè)試中心，上海 200240)

?

·實(shí)驗(yàn)技術(shù)·

一步法制備高量子產(chǎn)率碳點(diǎn)/金復(fù)合納米粒子

王景霞1， 郭新秋2， 王 戈2， 童剛生1,2， 劉 濤1

(1.華東理工大學(xué) 化學(xué)工程聯(lián)合國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200237；2.上海交通大學(xué) 分析測(cè)試中心，上海 200240)

研究了碳點(diǎn)與氯金酸質(zhì)量比對(duì)Cdot-Au的粒徑、形貌和紫外可見(jiàn)吸收等性能的影響，利用透射電子顯微鏡、紅外光譜、X射線衍射和熱重分析等對(duì)Cdot-Au的粒徑、結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行了表征，并考察了Cdot-Au的熒光性能。結(jié)果表明，隨著碳點(diǎn)用量增加，Cdot-Au的粒徑逐漸減小至2 nm并趨于均勻；當(dāng)碳點(diǎn)和氯金酸質(zhì)量比為3∶1時(shí)，制備的Cdot-Au的量子產(chǎn)率高達(dá)34.7%，并保持了碳點(diǎn)的熒光壽命和激發(fā)獨(dú)立性等熒光性能。該工藝簡(jiǎn)便可行、反應(yīng)條件溫和且綠色環(huán)保，所制備的碳點(diǎn)/金復(fù)合納米粒子具有量子產(chǎn)率高、尺寸小、生物毒性小和耐光漂白等特點(diǎn)。

碳點(diǎn)/金復(fù)合納米粒子； 高量子產(chǎn)率； 一步還原

0 引 言

復(fù)合納米材料通過(guò)將不同功能的納米材料加以整合，構(gòu)建具有多重功能的納米粒子，實(shí)現(xiàn)單一納米粒子無(wú)法完成的應(yīng)用目標(biāo)，是近年來(lái)納米材料研制的重要發(fā)展方向之一[1-3]。碳點(diǎn)因具有熒光強(qiáng)度高、耐光漂白、無(wú)光閃爍、生物相容性好、易于修飾改性等諸多優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注[4-5]。因此，自2004年Xu等[6]發(fā)現(xiàn)碳點(diǎn)以來(lái)，科研工作者為利用貴金屬納米粒子的光催化、光熱效應(yīng)、表面等離子共振等特殊光電性能[7-9]，設(shè)計(jì)了多種基于碳點(diǎn)的金屬?gòu)?fù)合納米材料，并探索了其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用[10-13]，如武玲玲等[10]制備了碳點(diǎn)/銀復(fù)合納米粒子并考察了其對(duì)亞甲基藍(lán)的可見(jiàn)光催化性能；Kang等[11]合成了碳點(diǎn)/金復(fù)合納米材料并探討了其對(duì)環(huán)己烷的光催化性能；Deng等[13]構(gòu)建了碳點(diǎn)/金復(fù)合納米粒子并應(yīng)用于檢測(cè)氨基酸。上述制備方法均存在某些不足之處，如復(fù)合納米粒子粒徑較大且難于控制，碳點(diǎn)熒光性能無(wú)法保持或制備步驟繁瑣等，因此，為促進(jìn)此類(lèi)復(fù)合納米材料的應(yīng)用，亟需探索一種綠色、簡(jiǎn)單易行的制備方法。

本文以高量子產(chǎn)率的熒光碳點(diǎn)為還原劑和穩(wěn)定劑，在無(wú)其他表面活性劑或吸附劑存在的條件下，采用一步法還原氯金酸制備了高量子產(chǎn)率的碳點(diǎn)/金復(fù)合納米粒子。通過(guò)改變碳點(diǎn)的用量，可有效調(diào)控Cdot-Au的粒徑和紫外吸收性能；對(duì)復(fù)合粒子的結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行了分析，評(píng)價(jià)了Cdot-Au的熒光性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

一水合檸檬酸(99.9%，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)，L-半胱氨酸(97%，Sigma-Aldrich)，四氯金酸(>97%，Sigma-Aldrich)，硫酸奎寧(>98%，Sigma-Aldrich)，去離子水。

透射電子顯微鏡(Tecnai G2spirit Biotwin，F(xiàn)EI，美國(guó))，紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(Lambda 20，Perkin Elmer，美國(guó))，高級(jí)熒光穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)測(cè)量系統(tǒng)(QM/TM/IM，PTI，美國(guó))，X射線衍射儀(D8 Advance，Bruker，德國(guó))，紅外光譜儀(Paragon 1000, Perkin Elmer, 美國(guó))，熱解重量分析儀(Perkin-Elmer TGA-7，美國(guó))，納米粒度及Zeta電位分析儀(ZS90，英國(guó)馬爾文儀器有限公司)，超聲波清洗儀(SCQ-3201E，上海聲彥超聲波儀器有限公司)，馬弗爐(SX系列，上海洪紀(jì)儀器設(shè)備有限公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

(1) 碳點(diǎn)的制備。碳點(diǎn)的制備采用了改進(jìn)的文獻(xiàn)報(bào)道方法[14]。具體步驟如下：將2.0 g一水合檸檬酸加入10.0 mL去離子水中；加入1.0 g L-半胱氨酸，超聲處理3 min使均勻混合；將該溶液轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，在馬弗爐內(nèi)程序升溫至200 ℃，反應(yīng)3 h后自然冷卻至室溫，得到棕黃色的碳點(diǎn)溶液。將所得碳點(diǎn)溶液經(jīng)3 000 r/min離心，取上清液進(jìn)行透析(截留相對(duì)分子質(zhì)量3 000 Da)48 h，濃縮后用去離子水定容至20.0 mL，冷藏備用。

(2) Cdot-Au的制備。取50.0 μL氯金酸溶液(10 mg/mL)，加入10.0 mL去離子水，配置成50 μg/mL的氯金酸溶液，搖勻；逐滴加入不同濃度的碳點(diǎn)溶液，調(diào)節(jié)碳點(diǎn)與氯金酸的質(zhì)量比分別為0.2∶1、0.4∶1、2∶1、3∶1、4∶1，于60 ℃下緩慢攪拌反應(yīng)3 h；透析(截留相對(duì)分子質(zhì)量3 000 Da)24 h，即可得到相應(yīng)的Cdot-Au溶液。

(3) 熒光量子產(chǎn)率的測(cè)定。選取硫酸奎寧為參比樣品[15]，用0.1 mol/L的硫酸配制適當(dāng)濃度的硫酸奎寧溶液，保證該濃度下溶液在340 nm處的最大紫外吸收值介于0.03～0.05，用熒光分光光度計(jì)測(cè)定參比溶液的熒光發(fā)射譜圖，積分計(jì)算其峰面積；保持紫外和熒光分光光度計(jì)的狹縫寬度不變，調(diào)節(jié)待測(cè)樣品的濃度，使得其在340 nm波長(zhǎng)處的最大紫外吸收值介于0.03～0.05，用熒光分光光度計(jì)測(cè)定待測(cè)樣品的熒光發(fā)射譜圖，積分計(jì)算其峰面積。將待測(cè)樣品和參比樣品的紫外吸收值和熒光發(fā)射譜峰的積分面積值代人下式，計(jì)算待測(cè)樣品的量子產(chǎn)率：

式中:φ、φR分別為待測(cè)樣品和參比樣的量子產(chǎn)率，其中φR=54%；I、IR分別為待測(cè)樣品和參比樣的熒光發(fā)射譜峰積分面積值;A、AR為待測(cè)樣品和參比樣的紫外吸收值;η、ηR分別為待測(cè)樣品和參比樣品的溶劑的折光率。

2 結(jié)果與討論

2.1 碳點(diǎn)和Cdot-Au的制備

以檸檬酸為碳源，L-半胱氨酸為鈍化劑，采用水熱法制備了高量子產(chǎn)率的碳點(diǎn)。圖1(a)為通過(guò)上述方法制備碳點(diǎn)的TEM圖，該碳點(diǎn)的粒徑大小約為1.5 nm且分布均勻。與文獻(xiàn)報(bào)道的方法不同，運(yùn)用高分辨TEM表征該碳點(diǎn)時(shí)未檢測(cè)到任何晶格條紋，表明所得產(chǎn)物為無(wú)定型碳點(diǎn)，并為后續(xù)XRD實(shí)驗(yàn)結(jié)果所證實(shí)。

通過(guò)調(diào)節(jié)碳點(diǎn)和氯金酸用量比考察了碳點(diǎn)用量對(duì)Cdot-Au的粒徑和光學(xué)性質(zhì)的影響。如圖1(b)～(f)所示，保持氯金酸濃度為50 μg/mL條件下，當(dāng)碳點(diǎn)與氯金酸的質(zhì)量比為0.2∶1和0.4∶1時(shí)，復(fù)合納米粒子的粒徑約為35 nm；當(dāng)提高到2∶1時(shí)，得到兩種粒徑分布的納米顆粒，其中粒徑較大的約為9 nm，較小的約為2 nm；當(dāng)提高到3∶1時(shí)，得到粒徑均勻的2 nm左右的納米粒子，進(jìn)一步提高到4∶1時(shí)，粒徑小于2 nm。表明了Cdot-Au的粒徑隨碳點(diǎn)用量增加而逐漸變小，且分布均勻。由于碳點(diǎn)表面同時(shí)存在大量官能團(tuán)，金陽(yáng)離子(Ш)首先與巰基和氨基通過(guò)化學(xué)鍵和靜電作用富集到碳點(diǎn)表面，再經(jīng)過(guò)羥基或羧基將其原位還原成金原子，隨后金原子不斷聚集成為金納米團(tuán)簇。由此可見(jiàn)，Cdot-Au的形成實(shí)際上是金元素異相成核的過(guò)程[10]。因此，碳點(diǎn)在制備Cdot-Au時(shí)還原和穩(wěn)定作用是否匹配是決定其粒徑大小的關(guān)鍵。當(dāng)質(zhì)量比小于2∶1時(shí)，還原和穩(wěn)定作用不匹配，碳點(diǎn)表面生成金納米團(tuán)簇后會(huì)繼續(xù)長(zhǎng)大至粒徑為35 nm以上；當(dāng)碳點(diǎn)用量大于3∶1時(shí)，其還原和穩(wěn)定作用匹配，Cdot-Au粒徑約為2 nm，即使在室溫下放置30 d仍能保持不變。

圖1 (a)碳點(diǎn)和(b)～(f)不同碳點(diǎn)用量所制備Cdot-Au的TEM圖和粒徑分布圖

((b)～(f)質(zhì)量比分別為0.2∶1,0.4∶1,2∶1,3∶1,4∶1)

考察了碳點(diǎn)和氯金酸質(zhì)量比對(duì)Cdot-Au紫外可見(jiàn)光吸收性能的影響。如圖2所示，當(dāng)碳點(diǎn)與氯金酸的質(zhì)量比在0.2∶1和4∶1區(qū)間變化時(shí)，Cdot-Au在540 nm吸收峰由強(qiáng)變?nèi)?，而?40 nm處碳點(diǎn)的吸收峰由弱變強(qiáng)。這是由于當(dāng)質(zhì)量比小時(shí)，形成了粒徑較大的金納米顆粒，導(dǎo)致在500～600 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)吸收峰；當(dāng)質(zhì)量比高時(shí)，主要生成附著在碳點(diǎn)表面的粒徑小于2 nm的金納米團(tuán)簇，而金納米團(tuán)簇沒(méi)有明顯的紫外吸收，因而復(fù)合納米粒子僅顯示出碳點(diǎn)的紫外特征吸收峰。

圖2 碳點(diǎn)的加入量對(duì)Cdot-Au的紫外可見(jiàn)光吸收光譜的影響

2.2 結(jié)構(gòu)與組成分析

圖3(a)比較了碳點(diǎn)和復(fù)合納米粒子的紅外光譜曲線。如圖所示，與碳點(diǎn)相比，Cdot-Au在3 315～3 545 cm-1之間羥基伸縮振動(dòng)吸收峰明顯減弱，表明了碳點(diǎn)是通過(guò)表面的羥基還原氯金酸形成Cdot-Au的，這與Liu等[3,16]的報(bào)道一致。此外，1 394 cm-1處羧基彎曲振動(dòng)峰也有明顯減少，可能是羧基與金的相互作用影響了羧基離子的振動(dòng)方式所致。巰基在2 555 cm-1的伸縮振動(dòng)特征峰有明顯減弱但未完全消失，可能是制備碳點(diǎn)時(shí)有部分巰基被包埋到碳點(diǎn)中，無(wú)法與金原子結(jié)合。運(yùn)用XRD比較了碳點(diǎn)和Cdot-Au的結(jié)晶性能，見(jiàn)圖3(b)，碳點(diǎn)出現(xiàn)以2θ=19.98°為中心的寬衍射峰，而Cdot-Au的譜圖中，碳點(diǎn)的衍射峰位置偏移至2θ=22.21°，金納米團(tuán)簇出現(xiàn)一個(gè)2θ=31.25°寬衍射峰，未見(jiàn)典型的石墨和金顆粒衍射峰，這可能與碳點(diǎn)和金納米粒子的無(wú)定型結(jié)構(gòu)或粒徑太小有關(guān)。

圖3 碳點(diǎn)和Cdot-Au的(a)紅外譜圖和(b) XRD譜圖

在空氣氣氛下，對(duì)碳點(diǎn)和Cdot-Au的熱性能進(jìn)行了TGA表征。如圖4所示，在200 ℃之前兩者均有近10%的失重，對(duì)應(yīng)著吸附水脫除；在250 ℃處具有明顯的熱解峰，但是Cdot-Au比碳點(diǎn)裂解更快，可能是高活性的金顆粒促進(jìn)了樣品裂解所致；560 ℃處的裂解峰則對(duì)應(yīng)于碳點(diǎn)中類(lèi)石墨結(jié)構(gòu)的裂解；Cdot-Au在800 ℃條件下殘重約為9.9%，而此時(shí)碳點(diǎn)已經(jīng)完全分解，則Cdot-Au中金的質(zhì)量百分比約為9.9%，表明反應(yīng)體系中幾乎所有的金前驅(qū)體均負(fù)載到碳點(diǎn)上。

圖4 碳點(diǎn)和Cdot-Au的TGA分析圖

2.3 紫外與熒光性能分析

圖5比較了碳點(diǎn)和Cdot-Au的紫外與熒光光譜。從圖5(a)可見(jiàn)，在365 nm紫外光激發(fā)下，相同濃度的碳點(diǎn)和Cdot-Au均呈現(xiàn)明亮的藍(lán)色熒光；兩者均在340 nm處有最大紫外吸收峰，差別在于后者的紫外吸收有所降低。圖5(b)和圖5(c)中碳點(diǎn)和Cdot-Au的紫外與熒光光譜除峰強(qiáng)度外也呈現(xiàn)高度的近似。通過(guò)調(diào)節(jié)激發(fā)波長(zhǎng)，考察了Cdot-Au的熒光是否受激發(fā)波長(zhǎng)的依賴。如圖6所示，當(dāng)激發(fā)波長(zhǎng)在300～400 nm范圍內(nèi)變化時(shí)，Cdot-Au的熒光最大發(fā)射位置保持在430 nm處，不隨激發(fā)波長(zhǎng)的變化而移動(dòng)，與碳點(diǎn)的激發(fā)獨(dú)立性相一致。以硫酸奎寧為參比，對(duì)Cdot-Au的量子產(chǎn)率進(jìn)行了考察。如表1所示，Cdot-Au的量子產(chǎn)率為34.7%，盡管相對(duì)于碳點(diǎn)的量子產(chǎn)率59.0%有所下降，仍是目前報(bào)道的量子產(chǎn)率最高的碳點(diǎn)/金復(fù)合納米材料。碳點(diǎn)的熒光來(lái)源于碳核骨架及其與表面官能團(tuán)的相互作用，即表面官能團(tuán)的種類(lèi)和數(shù)量與其熒光性能密切相關(guān)[17-18]。因而熒光性能下降的原因可能在于在Cdot-Au制備過(guò)程中碳點(diǎn)表面的官能團(tuán)發(fā)生了改變，如對(duì)熒光有極大貢獻(xiàn)的巰基與金生成Au-S共價(jià)鍵[14]，而部分羥基則因還原金(Ш)離子而減少，然而確切原因還有待進(jìn)一步研究。

圖5 (a) 碳點(diǎn)(Cdot)和碳點(diǎn)/金復(fù)合納米粒子(Cdot-Au)的紫外可見(jiàn)吸收光譜圖，內(nèi)嵌圖為365 nm紫外燈照射下的熒光照片；(b) 碳點(diǎn)的紫外吸收(Cdot-UV)和熒光光譜(Cdot-PL)；(c) Cdot- Au的紫外吸收(Cdot-Au-UV)和熒光光譜圖(Cdot-Au-PL)

圖6 (a)碳點(diǎn)和(b)Cdot-Au的熒光發(fā)射譜圖

表1 碳點(diǎn)和Cdot-Au的量子產(chǎn)率

2.4 碳點(diǎn)與Cdot-Au的光穩(wěn)定性

通過(guò)檢測(cè)紫外光輻照不同時(shí)間后熒光強(qiáng)度的變化考察了Cdot-Au的熒光穩(wěn)定性。由圖7(a)可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)波長(zhǎng)為365 nm紫外光分別輻照1～5 h后，所有Cdot-Au樣品的熒光發(fā)射曲線幾乎完全重合，熒光強(qiáng)度沒(méi)有出現(xiàn)明顯下降，表現(xiàn)出良好的耐光漂白性能；由圖7(b)可見(jiàn)，Cdot-Au熒光壽命為11.8 ns，與碳點(diǎn)的熒光壽命11.5 ns接近[14]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Cdot-Au較好地保持了碳點(diǎn)的熒光性能，也間接證明金納米團(tuán)簇在碳點(diǎn)表面的聚集并沒(méi)有顯著改變碳點(diǎn)的結(jié)構(gòu)與光學(xué)性能。

圖7 (a) Cdot-Au經(jīng)紫外光(365 nm)輻照不同時(shí)間后的熒光發(fā)射譜圖；(b) 碳點(diǎn)與Cdot-Au的熒光壽命

3 結(jié) 語(yǔ)

本文報(bào)道了一種簡(jiǎn)單、有效地制備碳點(diǎn)/金復(fù)合納米粒子的綠色工藝，在無(wú)其他表面活性劑或吸附劑存在的條件下，以一種高量子產(chǎn)率的熒光碳點(diǎn)原位還原氯金酸，一步制備了碳點(diǎn)/金復(fù)合納米粒子。隨著碳點(diǎn)用量增加，金納米粒子的粒徑逐漸減小并趨于均勻，并附著在碳點(diǎn)的表面形成碳點(diǎn)/金復(fù)合納米粒子。當(dāng)碳點(diǎn)和氯金酸的質(zhì)量比為3∶1時(shí)，復(fù)合納米粒子的粒徑穩(wěn)定在1～3 nm，其中金的質(zhì)量含量約為9.9%。該復(fù)合納米粒子不僅保持了碳點(diǎn)良好的熒光性能，量子產(chǎn)率仍高達(dá)34.7%，熒光壽命為11.8 ns，具有熒光的激發(fā)獨(dú)立性，而且具有金納米粒子的高襯度和催化活性等特點(diǎn)，將有望應(yīng)用于最近發(fā)展的相關(guān)電鏡成像或催化反應(yīng)研究等領(lǐng)域。

[1] Saunders A E, Popov I, Banin U. Synthesis of hybrid CdS-Au colloidal nanostructures[J]. Journal of Physical Chemistry B, 2006, 110(50):25421-25429.

[2] Demortière A, Schaller R D, Li T,etal. In situ optical and structural studies on photoluminesence quenching in CdSe/CdS/Au heterostructures[J]. Journal of the American Chemical Society, 2014, 136(6):2342-2350.

[3] Shen L, Chen M, Hu L,etal. Growth and stabilization of silver nanoparticles on carbon dot and sensing application[J]. Langmuir, 2013, 29(52):16135-16140.

[4] Baker S N, Baker G A. Luminescent carbon nanodot: emergent nanolights[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2010, 49(38):6726-6744.

[5] Li H T, Kang Z H, Liu Y,etal. Carbon nanodot: synthesis, properties and applications[J]. Journal of Materials Chemistry, 2012, 22(46):24230-24253.

[6] Xu X Y, Ray R, Gu Y L,etal. Electrophoretic analysis and purification of fluorescent single-walled carbon nanotube fragments[J]. Journal of the American Chemical Society, 2004, 126(40):12736-12737.

[7] Saha K, Agasti S S, Kim C,etal. Gold nanoparticles in chemical and biological sensing[J]. Chemical Reviews, 2012, 112(5):2739-2779.

[8] Dykmana L, Khlebtsov N. Gold nanoparticles in biomedical applications: recent advances and perspectives[J]. Chemical Society Reviews, 2012, 41(6):2256-2282.

[9] Yeh Y, Creran B, Rotello V M. Gold nanoparticles: preparation, properties, and applications in bionanotechnology[J]. Nanoscale, 2012, 4(6):1871-1880.

[10] 武玲玲, 田瑞雪, 趙 清, 等. 碳點(diǎn)/銀復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備及可見(jiàn)光催化性能[J]. 高等化學(xué)學(xué)報(bào), 2014, 35(4):717-723.

[11] Liu R, Huang H, Li H,etal. Metal nanoparticle/carbon quantum dot composite as a photocatalyst for high-Efficiency cyclohexane oxidation[J]. ACS Catalysis, 2014, 4(1):328-336.

[12] Liu M, Chen W. Green synthesis of silver nanoclusters supported on carbon nanodots: enhanced photoluminescence and high catalytic activity for oxygen reduction reaction[J]. Nanoscale, 2013, 24(5):12558-12564.

[13] Deng J, Lu Q, Hou Y,etal. Nanosensor composed of N-doped carbon dots and Au nanoparticles for high selective detection of cysteine with multiple signals[J]. Analytical Chemistry, 2015, 87(4):2195-2203.

[14] Dong Y, Pang H, Yang H,etal. Carbon-based dot co-doped with nitrogen and sulfur for high quantum yield and excitation-independent emission[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2013, 52(30):7800-7804.

[15] Tong G, Wang J, Wang R,etal. Amorphous carbon dot with high two-photon fluorescence for cellular imaging passivated by hyperbranched poly(amino amine)[J]. Journal of Materials Chemistry B, 2015, 4(3):700-706.

[16] Liu R, Liu J, Kong W,etal. Adsorption dominant catalytic activity of a carbon dot stabilized gold nanoparticles system[J]. Dalton Transactions, 2014, 43(28):10920-10929.

[17] Hu S, Trinchi A, Atkin P,etal. Tunable photoluminescence across the entire visible spectrum from carbon dots excited by white light[J]. Angewandte Chemie International Edition, 2015, 54(10):2970-2974.

[18] Xu J, Sahu S, Cao L,etal. Efficient fluorescence quenching in carbon dots by surface-doped metals-disruption of excited state redox processes and mechanistic implications[J]. Langmuir, 2012, 28(46):16141-16147.

One-step Method to Synthesize High Quantum Yield Carbon Dot/Au Nanocomposite

WANGJing-xia1，GUOXin-qiu2，WANGGe2，TONGGang-sheng1,2，LIUTao1

(1. State Key Laboratory of Chemical Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China; 2. Instrumental Analysis Center, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China)

The effects of the mass ratio between carbon dot and chloroauric acid on the size, morphology and UV-vis absorbance of the nanocomposites were investigated. The particle size, structure, composition and fluorescence properties of Cdot-Au were characterized using transmission electron microscope, Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffractometer, thermogravimetric analysis and fluorescence spectrophotometer. The results showed that the particle size of Cdot-Au decreased to 2 nm gradually with the increase of carbon dot amount. When the mass ratio of carbon dot to chloroauric acid was 3∶1, the uniform nanoparticles with the quantum yield up to 34.7% were obtained, meanwhile the fluorescence decay time and the excitation-independent properties of carbon dot were retained. This process is facile, mild and green, and the as-synthesized Cdot-Au has the characteristics such as high quantum yield, small particle size, low biotoxicity and anti-bleaching.

carbon dot/Au nanocomposite; high quantum yield; one-step reduction

2015-02-28

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(21374062;21376087)

王景霞(1988-)，女，河南濮陽(yáng)人，碩士生，主要研究方向?yàn)樘技{米材料。

童剛生(1975-)，男，湖南常德人，副研究員，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樘技{米材料。

Tel.: 021-34206175-103; E-mail: tgs@sjtu.edu.cn

O 613.71; O 614.123

A

1006-7167(2015)10-0004-05