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摘 要

白色发光二极管（WLED）作为一种发光稳定，性能优良的发光半导体器件，目前已经广泛应用于显示和照明。荧光粉作为白光发光器件中的重要原材，对WLED的性能影响较大。基于不可再生的稀土材料的传统荧光粉制造耗能大，且稀土开采对环境有潜在的危害。现在使用的半导体量子点（QDs）荧光粉，含有重金属元素而有毒性的问题。因此，开发绿色环保、性能可控、成本低廉的新型荧光粉作为白光LED的替代荧光粉具有重大的科学意义。同时，基于国家在循环经济，循环利用的大时代背景，荧光粉循环利用的研究对未来的绿色发展具有重要意义。本课题基于纳米结构的碳基可循环荧光粉的制备与应用方案，通过自下而上的溶剂热法一步得到了黄色碳基荧光粉。制备得到的荧光粉对温度与光照具有较好的稳定性。同时通过荧光粉循环利用的实验，我们得到了较好的循环利用效果，为其他研究者的研究提供了一个新的实验思路。

关键词：碳基荧光粉 一步合成方法 循环利用

Preparation and Application of Recyclable Carbon-based Phosphors

Abstract

White Light-Emitting Diode (WLED) is a light-emitting semiconductor device with stable light emission and excellent performance. It has been widely used in display and illumination. As an important raw material in the white light emitting device, the phosphor has a great influence on the performance of the WLED. Traditional phosphors based on non-renewable rare earth materials consume a lot of energy, and rare earth mining is potentially harmful to the environment. The semiconductor quantum dots (QDs) phosphors used today are toxic and contain heavy metal elements. Therefore, it is of great scientific significance to develop new phosphors that are environmentally friendly, controllable, and cost-effective as alternative phosphors for white LEDs. At the same time, based on the background of the country's large-scale recycling economy and recycling, research on phosphor recycling is of great significance to the future of green development. This topic is based on the preparation and application scheme of nanostructured carbon-based recyclable phosphors, and a yellow carbon-based phosphor is obtained in one step from the bottom-up solvothermal preparation method. The prepared phosphor has good stability to temperature and light. At the same time, through the experiment of phosphor recycling, we have obtained a good recyclable effect, providing a new strategy for other researchers in LED field.

Keywords: Carbon-based phosphor；One-step synthesis method；Recyclab

目录

摘 要 2

Abstract 3

目录 4

第一章 前言 6

1.1碳量子点简介 6

1.1.1 碳量子点 6

1.1.2 碳量子点的特性 6

1.2碳量子点的合成方法 7

1.3荧光粉在白光LED中的应用 10

1.4研究思路及主要内容 10

第二章 实验与表征 12

2.1碳基量子点的制备 12

2.2结果与讨论 12

2.2.1 形貌表征 12

2.2.1.1 TEM表征 12

2.2.1.2 SEM表征 13

2.2.2光谱特性 13

2.2.2.1 碳量子点的UV-VIS紫外-可见吸收光谱及在不同波长激发下的PL（Photoluminescence）荧光光谱 13

2.2.2.2 黄色荧光粉在固态和液态下的PL荧光光谱 14

2.2.3 结构特性--FT-IR表征 14

2.3 碳基荧光粉的稳定性测试 15

2.3.1碳基荧光粉温度稳定性测试 15

2.3.2碳基荧光粉光稳定性测试 16

2.4 碳基荧光粉的应用及可循环尝试 16

第三章 实验结果与展望 18

3.1 实验结果 18

3.2展望 18

参考文献 20

附录 23

实验试剂与仪器 23

实验试剂 23

实验仪器 23

致谢 24

第一章 前言

1.1碳量子点简介

1.1.1 碳量子点

碳量子点，又称碳点，碳纳米点，是近年来兴起的一种新型发光材料。与传统半导体发光材料相比，碳量子点具有无毒，绿色，环保的优势，其主要组成元素为C、H、O和N。在近几年对碳量子点的报道中不难发现，碳量子点种类繁多，大致可以分为以下三种：石墨烯量子点（Graphene quantum dots, 简称GQDs）、碳纳米点（Carbon nanodots, 简称CNDs）和聚合物点（Polymer dots, 简称PDs）。石墨烯量子点尺寸小于100纳米，具有类似单层的石墨烯片状结构，其表面和边缘一般是钝化的官能团，这些官能团对石墨烯量子点的能级结构有所影响。碳纳米点，是指平均直径低于10nm的荧光的非晶态零维碳纳米颗粒，又称碳点，其内部结构大多为类多层的石墨烯片状结构。而聚合物点则是一类特殊的材料，其内部通常是由碳点与聚合物分子之间相互接连形成的。在这种相互交联下，聚合物点整体的荧光特性会被增强。

1.1.2 碳量子点的特性

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