量子點(diǎn)的微反應(yīng)合成及應(yīng)用

第1章 量子點(diǎn)的概述 ………………………………………………………… １
１．１　量子點(diǎn)的概念…………………………………………………………… １
１．２　量子點(diǎn)發(fā)光原理………………………………………………………… ３
１．３　量子點(diǎn)的光譜調(diào)控……………………………………………………… ４
１．４　量子點(diǎn)的光學(xué)性能……………………………………………………… ４
１．５　量子點(diǎn)的合成…………………………………………………………… ６
１．５．１　有機(jī)金屬高溫溶劑熱法制備量子點(diǎn)研究進(jìn)展……………………… ６
１．５．２　水溶性量子點(diǎn)的制備……………………………………………… ８
１．６　量子點(diǎn)的表征方法……………………………………………………… ９
１．６．１　吸收光譜和熒光光譜……………………………………………… ９
１．６．２　熒光量子產(chǎn)率…………………………………………………… １０
１．６．３　Ｘ射線衍射（XRD） ……………………………………………… １０
１．６．４　Ｘ射線能譜（EDS）………………………………………………… １０
１．６．５　電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-AES）…………………………… １１
１．６．６　場(chǎng)發(fā)射透射電鏡（FE-TEM） ……………………………………… １１
１．７　量子點(diǎn)的應(yīng)用………………………………………………………… １１
１．７．１　量子點(diǎn)在發(fā)光二極管中的應(yīng)用…………………………………… １２
１．７．２　量子點(diǎn)在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的應(yīng)用………………………………… １４
１．７．３　量子點(diǎn)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用……………………………………… １６
１．７．４　量子點(diǎn)在離子測(cè)定中的應(yīng)用……………………………………… １７
第2章 微反應(yīng)技術(shù)…………………………………………………………… ２６
２．１　微反應(yīng)技術(shù)的基本概念……………………………………………… ２６
２．２　微反應(yīng)技術(shù)的特點(diǎn)…………………………………………………… ２７
２．３　微反應(yīng)系統(tǒng)的制造…………………………………………………… ２９
２．３．１　常用材料………………………………………………………… ２９
２．３．２　加工技術(shù)………………………………………………………… ３０
２．３．３　連接技術(shù)………………………………………………………… ３６
２．４　微反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用…………………………………………………… ３９
２．４．１　微反應(yīng)技術(shù)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用………………………………… ４０
２．４．２　微反應(yīng)技術(shù)在生物領(lǐng)域的應(yīng)用………………………………… ４５
２．４．３　微反應(yīng)技術(shù)在熱動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用……………………………… ４７
第3章 CdX(X=Se,S)/ZnS及Ⅱ-Ⅵ族復(fù)合結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)全連續(xù)微反應(yīng)合成…… ５４
３．１　概述…………………………………………………………………… ５４
３．２　CdX(X=Se,S)/ZnS全連續(xù)微反應(yīng)合成………………………… ５４
３．２．１　CdSe 前驅(qū)體合成工藝優(yōu)化………………………………………… ５４
３．２．２　CdS/ZnS 核殼量子點(diǎn)合成工藝優(yōu)化……………………………… ６９
３．３?、?Ⅵ族復(fù)合結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)全連續(xù)微反應(yīng)合成………………………… ７４
３．３．１　綠色到深紅色熒光CdSexS1-x合金結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)…………………… ７４
３．３．２　近紅外熒光CdSexTe1-x合金量子點(diǎn)……………………………… ８２
３．４　微反應(yīng)模塊系統(tǒng)放大合成核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)………………………… ９４
３．４．１　微模塊介紹……………………………………………………… ９４
３．４．２　微模塊反應(yīng)系統(tǒng)的搭建…………………………………………… ９８
３．４．３　核殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)的放大生產(chǎn)……………………………………… ９９
第4章 高效發(fā)光CuInS2和CuInS2/ZnS量子點(diǎn)的合成及連續(xù)化工藝研究…… １１０
４．１　概述…………………………………………………………………… １１０
４．２　低溫合成廣譜發(fā)光核殼CIS/ZnS量子點(diǎn)的研究………………… １１１
４．２．１　實(shí)驗(yàn)方法……………………………………………………… １１１
４．２．２　ZnS的包裹對(duì)CIS吸收特性的影響和CIS/ZnS的晶體結(jié)構(gòu)分析…… １１２
４．２．３　CIS核反應(yīng)時(shí)間對(duì)光學(xué)特性的影響……………………………… １１５
４．２．４　ZnS包裹溫度對(duì)CIS熒光量子產(chǎn)率的影響……………………… １１６
４．２．５　配體修飾對(duì)量子點(diǎn)光學(xué)特性和晶體生長(zhǎng)的影響…………………… １１７
４．３　高效發(fā)光梯度核殼CIS/ZnS量子點(diǎn)的合成工藝研究…………… １２１
４．３．１　實(shí)驗(yàn)方法……………………………………………………… １２１
４．３．２　CIS/ZnS發(fā)光動(dòng)力學(xué)研究……………………………………… １２１
４．３．３　ZnS殼層包裹時(shí)間和核反應(yīng)時(shí)間對(duì)CIS/ZnS熒光特性的影響…… １２３
４．３．４　Zn/Cu原料摩爾比對(duì)CIS/ZnS發(fā)光特性的影響………………… １２４
４．３．５　殼層包裹溫度對(duì)CIS/ZnS發(fā)光特性的影響……………………… １２５
４．３．６　CIS/ZnS的化學(xué)穩(wěn)定性………………………………………… １２６
４．４　CIS和CIS/ZnS量子點(diǎn)的放大生產(chǎn)……………………………… １２６
４．４．１　實(shí)驗(yàn)工藝及方法………………………………………………… １２６
４．４．２　主要微反應(yīng)設(shè)備的基本原理及特征……………………………… １２８
４．４．３　基于微反應(yīng)器的放大分析……………………………………… １２９
第5章 量子點(diǎn)的規(guī)模化生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析 ……………………… １３４
５．１　概述…………………………………………………………………… １３４
５．１．１　量子點(diǎn)市場(chǎng)分析………………………………………………… １３４
５．１．２　總資產(chǎn)投資分析………………………………………………… １３５
５．１．３　總生產(chǎn)成本分析………………………………………………… １３６
５．２　工業(yè)化微反應(yīng)器大小初步試算……………………………………… １３７
５．２．１　工藝說明……………………………………………………… １３７
５．２．２　設(shè)計(jì)依據(jù)……………………………………………………… １３８
５．２．３　工藝部分……………………………………………………… １３８
５．２．４　循環(huán)冷卻水水質(zhì)………………………………………………… １４０
５．２．５　主要設(shè)備……………………………………………………… １４０
５．２．６　微反應(yīng)設(shè)備……………………………………………………… １４１
５．３　項(xiàng)目投資與經(jīng)濟(jì)性分析……………………………………………… １４２
５．３．１　資本投資估算…………………………………………………… １４２
５．３．２　總生產(chǎn)成本估算………………………………………………… １４３
第6章 含鎘量子點(diǎn)在離子檢測(cè)中的應(yīng)用 …………………………………… １４６
６．１　油相合成量子點(diǎn)表面功能化修飾…………………………………… １４６
６．２　水溶性量子點(diǎn)………………………………………………………… １４９
６．３　CdSe/ZnS量子點(diǎn)對(duì)金屬離子的選擇性測(cè)試……………………… １５３
６．３．１　實(shí)驗(yàn)過程……………………………………………………… １５３
６．３．２　不同金屬離子對(duì)量子點(diǎn)熒光強(qiáng)度的影響………………………… １５３
６．３．３　CdSe/ZnS量子點(diǎn)對(duì)Pb2+ 的定量檢測(cè)…………………………… １５４
６．３．４　Pb2+ 對(duì)量子點(diǎn)熒光猝滅機(jī)理的探討……………………………… １５５
第7章 量子點(diǎn)在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用……………………………………… １５９
７．１　概述…………………………………………………………………… １５９
７．１．１　太陽(yáng)能電池的工作原理………………………………………… １６１
７．１．２　納米晶在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用…………………………………… １６１
７．２　量子點(diǎn)聚合物太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………… １６２
７．２．１　傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)電池的特點(diǎn)…………………………………………… １６２
７．２．２　反向結(jié)構(gòu)電池的特點(diǎn)…………………………………………… １６３
７．２．３　太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)構(gòu)建與制備…………………………………… １６４
７．３　CdSe納米晶聚合物復(fù)合太陽(yáng)能電池的制備……………………… １６５
７．３．１　納米晶聚合物電池中各能級(jí)的標(biāo)定……………………………… １６６
７．３．２　活性層厚度的優(yōu)化……………………………………………… １７０
７．３．３　熱處理工藝的優(yōu)化……………………………………………… １７１
７．３．４　CdSe納米晶對(duì)光電性能的影響………………………………… １７３
７．３．５　電池的穩(wěn)定性…………………………………………………… １７６
７．４　FeS2納米晶聚合物復(fù)合太陽(yáng)能電池的制備……………………… １７６
７．４．１　水熱法制備FeS2黃鐵礦納米晶………………………………… １７８
７．４．２　燒瓶溶劑熱法制備FeS2黃鐵礦納米晶…………………………… １８０
７．４．３　FeS2納米晶聚合物太陽(yáng)能電池性能……………………………… １８２
７．４．４　FeS2納米晶LUMO與HOMO值的測(cè)試………………………… １８３
７．４．５　FeS2納米晶聚合物太陽(yáng)能電池的能級(jí)結(jié)構(gòu)……………………… １８４
７．４．６　電池的穩(wěn)定性…………………………………………………… １８６
７．４．７　光強(qiáng)變化對(duì)電池性能的影響……………………………………… １８９
第8章 量子點(diǎn)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用…………………………………… １９４
８．１　結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的概述………………………………………………… １９４
８．１．１　背景…………………………………………………………… １９４
８．１．２　裂紋檢測(cè)方法…………………………………………………… １９５
８．１．３　應(yīng)力應(yīng)變檢測(cè)方法……………………………………………… １９７
８．１．４　量子點(diǎn)受力導(dǎo)致性能變化的研究………………………………… １９９
８．２　量子點(diǎn)的微裂紋監(jiān)測(cè)………………………………………………… ２００
８．２．１　實(shí)驗(yàn)試樣的制備工藝…………………………………………… ２００
８．２．２　熒光信號(hào)產(chǎn)生及裂紋寬度監(jiān)測(cè)范圍……………………………… ２０２
８．２．３　裂尖形成步驟…………………………………………………… ２０７
８．２．４　環(huán)氧樹脂膜裂紋與金屬裂紋的同步性考察……………………… ２０８
８．２．５　原位拉伸下微裂紋實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)……………………………………… ２１０
８．２．６　量子點(diǎn)環(huán)氧樹脂膜熒光響應(yīng)機(jī)理討論…………………………… ２１２
８．３　量子點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)……………………………………………… ２１３
８．３．１　實(shí)驗(yàn)試樣的制備工藝…………………………………………… ２１３
８．３．２　量子點(diǎn)環(huán)氧樹脂拉伸及壓縮過程中的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)……………… ２１４
８．３．３　量子點(diǎn)環(huán)氧樹脂監(jiān)測(cè)金屬應(yīng)力應(yīng)變……………………………… ２１８
８．３．４　熒光強(qiáng)度應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系機(jī)理分析……………………………… ２２２
８．４　量子點(diǎn)環(huán)氧樹脂的熒光性能影響因素研究……………………… ２２８
８．４．１　溫度對(duì)熒光穩(wěn)定性的影響……………………………………… ２２８
８．４．２　量子點(diǎn)濃度對(duì)熒光穩(wěn)定性的影響………………………………… ２２９
８．４．３　激發(fā)光強(qiáng)對(duì)熒光穩(wěn)定性的影響…………………………………… ２２９
８．４．４　激發(fā)時(shí)長(zhǎng)對(duì)熒光穩(wěn)定性的影響…………………………………… ２３０
８．４．５　重復(fù)激發(fā)對(duì)熒光穩(wěn)定性的影響…………………………………… ２３１
８．４．６　量子點(diǎn)熒光性能變化的機(jī)理研究………………………………… ２３２
第9章 微反應(yīng)技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用………………………………… ２３７
９．１　生命科學(xué)領(lǐng)域………………………………………………………… ２３７
９．１．１　臨床分析……………………………………………………… ２３８
９．１．２　免疫分析……………………………………………………… ２３８
９．１．３　法醫(yī)鑒定……………………………………………………… ２３９
９．１．４　單細(xì)胞分析……………………………………………………… ２４０
９．１．５　組織器官芯片………………………………………………… ２４１
９．２　公共衛(wèi)生領(lǐng)域………………………………………………………… ２４４
９．３　醫(yī)藥領(lǐng)域……………………………………………………………… ２４５
９．４　農(nóng)業(yè)領(lǐng)域……………………………………………………………… ２４６
９．５　總結(jié)…………………………………………………………………… ２４７