煤沥青基碳量子点的高效制备与光电性能

张凯艺; 李欢; 毕纪阳; 任常在; 徐亚男; 高寻; 黄胜; 唐晓宁; 吴诗勇

doi:10.14135/j.cnki.1006-3080.20250417001

华东理工大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 52 ›› Issue (1) : 55 -65. DOI: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20250417001

煤沥青基碳量子点的高效制备与光电性能

张凯艺, 李欢, 毕纪阳, 任常在, 徐亚男, 高寻, 黄胜, 唐晓宁, 吴诗勇

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摘要

煤液化沥青是煤直接液化过程的副产品。本文将其作为优质碳源,通过硫酸氧化解聚法制备荧光碳量子点（CQDs）,并利用响应面法优化制备工艺,获得反应温度（58℃）、持续时间（2.1 h）和液固比（98%浓硫酸体积与液化沥青的质量之比17.5:1）等关键技术参数,成功合成了粒径均匀（2～8 nm）、高收率和高荧光产率的蓝色荧光CQDs。该CQDs具有石墨化核壳结构,主要由3个芳香环聚集体组成,表面富含—OH、—COOH和—SO₃H等含氧官能团。光学性能测试表明该CQDs在340 nm紫外光激发下表现出波长依赖的荧光发射特性,在394 nm处显示出最大发射峰,量子产率相对较高（32.5%）。此外,CQDs表现出卓越的光电转换能力,在光照下通过产生·O₂^-和·OH等活性氧（ROS）破坏细菌结构,平均杀菌效率达到97.27%。本研究为煤沥青的高附加值利用提供了新思路。