中国物理学会第二十七届全国静电学术年会

碳量子点（Carbon Quantum Dots, CQDs）因其优异的光学性能、低毒性和良好的生物相容性，在生物成像、光电器件及环境检测等领域展现出广阔应用前景。然而，传统化学合成法通常依赖强酸氧化或高温碳化，存在工艺复杂、能耗高及污染等问题。本文提出一种绿色高效的液相放电等离子体技术，以低碳链有机溶液（包括甲醇、乙醇、甲酸、乙酸等）及其与去离子水的混合溶液作为绿色碳源，通过在常温常压条件下精确调控高压脉冲放电的关键参数如峰值电压（5-20 kV）、脉冲频率（1000-3000 Hz）、电解液浓度等制备碳量子点。通过透射电子显微镜（TEM）表征证实，所得碳量子点粒径分布均匀，呈现激发波长依赖性荧光行为。进一步研究表明，液相放电过程中产生液体空化是碳量子点形成的核心机制。高能电子束注入液体介质，引发局部极端条件（瞬时高温>2000 K、高压>5 GPa），伴随剧烈的空化现象（包括气泡的成核、振荡生长和内爆式溃灭）。空泡溃灭产生的强烈冲击波和微射流提供了巨大的流体剪切力，能有效破碎碳前驱体大分子，同时为碳核的纳米化、表面钝化及官能团（如-OH, -COOH）的形成提供能量和活化环境。

 

液相放电等离子体,空化效应,碳量子点,绿色合成