当纳米材料的横向尺寸小于100 nm的时候,会表现出量子限域效应,这种材料被称为量子点。由于其独特的限域效应,量子点已被应用于光致发光、光催化、传感器以及能源转换中。在2019年的各类期刊报道中,黑磷量子点、二硫化钼量子点和石墨烯量子点表现突出。

Angew Chem:通过配位自组装构筑黑磷量子点@黑二氧化锡纳米管双活性电催化剂实现高效固氮
近日,东华大学俞建勇院士团队在纤维状黑磷基双活性催化剂用于室温固氮领域的研究取得重要进展。他们通过低温还原法合成出富含氧空位的纤维状黑二氧化锡,并通过配位自组装均匀地负载黑磷量子点。Sn–P配位键的形成有利于载流子的界面传输,并能提升结构稳定性。由于二者间的协同效应,所制备的BP QD@SnO2–x双活性催化剂表现出显著提升的氨产率(48.87 μg h-1 mgcat-1)及法拉第效率(14.6%)。同时,该纤维状双活性催化剂在持续电解12小时后仍具有优异的催化活性,为开发下一代高性能、低成本的室温固氮催化剂提供了新的思路。


Liu Y T, Li D, Yu J, et al. Stable Confinement of Black Phosphorus Quantum Dots on Black Tin Oxide Nanotubes: A Robust, Double‐Active Electrocatalyst toward Efficient Nitrogen Fixation
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201908415
Chem Commun: MoS2 量子点聚集/分散状态调控纳米酶活性用于比色焦磷酸盐检测
重庆师范大学王燚副教授团队制备了二硫化钼量子点(MoS2 QDs),其对过氧化物酶底物3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)的催化氧化能力较弱,有趣的是,当在体系中加入一定浓度的Fe3+后,MoS2 QDs的模拟酶催化活性得到显著增强,而加入其它常见金属离子却没有增强作用。研究发现,Fe3+诱导MoS2 QDs发生一定程度的团聚是增强其纳米酶活性的根本原因,而当在体系中引入适当浓度的焦磷酸盐(PPi)与之共存时,由于PPi对Fe3+的竞争性结合,导致MoS2 QDs的聚集程度减小甚至保持分散状态,从而又可以使其纳米酶活性降低。通过改变加入Fe3+和PPi的浓度,他们不仅实现了MoS2 QDs纳米酶活性的有效调控,还基于该原理成功构建了一种检测PPi的比色分析新方法。


Xia W, Zhang P, Fu W, et al. Aggregation/dispersion-mediated peroxidase-like activity of MoS2 quantum dots for colorimetric pyrophosphate detection
https://pubs_rsc.xilesou.top/en/content/articlelanding/2019/cc/c8cc09799b
ACS Appl Nano Mater:激光烧蚀法制备氮掺杂石墨烯量子点用于光致发光和电催化
美国肯塔基大学Kim团队报道了使用激光烧蚀的方法从氨水、乙二胺和吡啶水溶液中的碳纳米洋葱制备得到氮掺杂石墨烯量子点(N-GQD)。选择不同的掺杂剂可以调控石墨烯量子点表面的氮含量和含氮官能团的分布,从而实现对其光致发光的发射波长和荧光寿命的调控。他们研究发现石墨烯量子点表面氨基含量多,发射谱红移,荧光寿命短;吡啶基团多,发射谱蓝移,荧光寿命长。此外N-GQDs在ORR的双电子氧还原过程中表现出低的电势和高的选择性,可用作高效选择性催化剂。


Calabro R L, Yang D S, Kim D Y. ControlledNitrogen Doping of Graphene Quantum Dots Through Laser Ablation in AqueousSolutions for Photoluminescence and Electrocatalytic Applications
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsanm.9b01433
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