鋁基MOFs@CDs復(fù)合材料構(gòu)筑及其發(fā)光二極管應(yīng)用研究

中圖分類號(hào)：TB33 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2096－2983（2025）04-0010-10

引文格式：，，．鋁基MOFs@CDs復(fù)合材料構(gòu)筑及其發(fā)光二極管應(yīng)用研究[J]．有色金屬材料與工程，2025，46（4）： 10-19.DOI：10.13258/j.cnki.nmme.20240224001.WANG Hao，LI Huijun，LI Ying.Researchon the constructionof aluminum-based MOFs@CDs composites andtheir aplication in light-emiting diodes[J].Nonferrous Metal Materialsand Engineering，2025， 46（4）： 10-19.

Research on the construction of aluminum-based MOFs @ CDs composites and their application in light-emitting diodes

WANG Hao， LI Huijun， LI Ying （SchoolofMaterialsand Chemistry，UniversityofShanghai forScienceandTechnology，Shanghai 2o93，China）

Abstract： The nitrogen-doped carbon dots （N-CDs） were prepared by solvent-thermal method in this study，and the Al-based metal-organic frameworks decorated with N-CDs composite material （MIL53（A1） NH₂@N-CDs） was fabricated by in-situ hydrothermal method. The abundant carboxyl functional groups on the surface of N-CDs enabled their participation in the coordination assembly process of AlMOFs，and through the spatial hindrance effect， the orientation and growth process of MOFs crystals were restricted， thereby achieving the morphology control of MOFs， transforming them from threedimensional gear-like structures to short rod-like cross-linked nano-flowers.Additionally，based on the fluorescence properties of MIL-53（Al）. ?NH₂@N-CDs ， fluorescent-tunable multi-color light-emitting diode（LED） devices were further fabricated. The results demonstrate that N-CDs can effectively regulate the morphology and fluorescence properties of MIL-53（Al）- NH₂ . Furthermore， the mechanism underlying the regulation of MIL-53（Al）- NH₂ assembly behavior by N-CDs was analyzed， which provided a design method for synthesizing novel MOFs morphological structures， and also offered a new insight for developing high-performance multi-color LED devices.

Keywords： carbon dots; metal-organic frameworks; morphology control; light-emiting diode device

復(fù)合材料因具有多功能性和定制化特性，在科學(xué)技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域引起了研究者的極大關(guān)注。在納米科學(xué)領(lǐng)域，碳點(diǎn)（carbondots，CDs）與金屬-有機(jī)框架（metal-organicframeworks，MOFs）組裝成MOF@CDs復(fù)合材料已成為一個(gè)有前景的研究方向，并得到了迅速發(fā)展，這是基于CDs和MOFs具有的優(yōu)異性能和巨大的潛力推動(dòng)的，并在傳感[1-2]、催化[3]、藥物遞送[4-5] 和光動(dòng)力治療等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

CDs，也稱為碳量子點(diǎn)，是一種具有獨(dú)特光學(xué)性質(zhì)的納米級(jí)碳基材料[7-8]。它們具有水溶性好、合成簡(jiǎn)單、生物相容性優(yōu)異、低毒性等諸多優(yōu)點(diǎn)，是一種極具研究?jī)r(jià)值的納米材料。CDs可以通過水熱/溶劑熱、微波輔助或電化學(xué)等不同方法合成9，可以通過控制它們的尺寸、表面化學(xué)性質(zhì)等來調(diào)控物理和化學(xué)性質(zhì)，在傳感[1]、生物醫(yī)藥[]和光電器件[12]等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。MOFs是一種表面結(jié)構(gòu)可控、比表面積大的多孔材料[13]，在氣體吸附、儲(chǔ)存[14]催化[15]、傳感[16-17]等領(lǐng)域研究廣泛。CDs與 MOFs的復(fù)合可以結(jié)合兩種材料的獨(dú)特性能，提供增強(qiáng)的性能和多功能性。兩者優(yōu)異的性質(zhì)促使越來越多研究者投身于相關(guān)復(fù)合材料的制備研究，以期挖掘更大的應(yīng)用價(jià)值。

到目前為止，已經(jīng)有眾多科學(xué)工作者通過多種合成策略來進(jìn)行 MOFs@CDs 復(fù)合材料的研究[8-]但對(duì)于復(fù)合材料形貌調(diào)控方面的研究較少。形貌調(diào)控對(duì)于拓展MOFs@CDs復(fù)合材料的應(yīng)用潛力和優(yōu)化其性能具有重要意義，可通過精確控制CDs在MOFs基體中的形貌和分布，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料性能的定制化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步拓展復(fù)合材料的應(yīng)用潛力，使其更適用于不同領(lǐng)域。因此，研究MOFs@CDs復(fù)合材料形貌調(diào)控的潛在機(jī)制與方法，有望成為復(fù)合材料領(lǐng)域未來發(fā)展的一個(gè)有前景的方向。

本文以含有豐富羧基的無水檸檬酸（citricacidCA）為碳源，乙二胺（ethylenediamine，EDA）為氮源，以N，N-二甲 基甲 酰 胺（N，N-dimethylformamide，DMF）為溶劑，通過溶劑熱法制備了氮摻雜碳點(diǎn)（N-CDs）；并將制備的N-CDs通過原位復(fù)合法制備MIL-53（A1）- ?NH₂@N-CDs 復(fù)合材料。研究結(jié)果表明，N-CDs可以參與 MIL-53（Al）-NH₂ 的組裝過程，與 H₂BDC-NH₂ 競(jìng)爭(zhēng)參與同 Al³⁺ 的配位，通過空間位阻限制晶體結(jié)構(gòu)的取向和生長(zhǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)MIL-53（Al）-NH₂ 形貌和熒光性質(zhì)調(diào)控，為新型MOFs組裝結(jié)構(gòu)提供了一種可行的設(shè)計(jì)方法。最后，基于MIL-53（Al） ?NH₂@N-CDs 復(fù)合材料熒光的寬發(fā)射性質(zhì)，制備了多色可調(diào)發(fā)射的發(fā)光二極管（light-emittingdiode，LED），為開發(fā)高性能多色可調(diào)發(fā)射光電器件提供了新思路

1試驗(yàn)

1.1 MIL-53（AI）-NH2@N-CDs復(fù)合材料的制備

以CA和EDA為前驅(qū)體、DMF為溶劑，在已報(bào)道的溶劑熱法[20]的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，用于制備N-CDs。稱取 1344.84mgCA 溶解于 25mL DMF中，向溶液中加入 0.468mL EDA，并將混合物超聲處理 25min 。隨后，將溶液轉(zhuǎn)移至 50mL 聚四氟乙烯（polytetrafluoroethylene，PTFE）內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，于 160^°C 對(duì)流烘箱中加熱 ^8h 。自然冷卻至室溫后，將反應(yīng)所得的棕紅色溶液用 220nm 濾膜過濾，并將濾液使用纖維素膜（截留分子量 50-1000D） 透析 24h ，最后經(jīng)冷凍干燥得到橙黃色N-CDs粉末。

通過原位法制備了 MIL-53（Al）-NH₂@N-CDs 復(fù)合材料，其流程如圖1所示。稱取 1.5mmol 九水合硝酸鋁 [Al（NO₃）₃?9H₂O] 和 1.5mmol2 -氨基對(duì)苯二甲酸（ ?H₂BDC-NH₂ ），將它們各自溶解于 10mL 去離子水中，并分別攪拌 30min ，使其混合均勻。向H₂BDC-NH₂ 溶液中加入 50mgN-CDs 粉末，攪拌至均勻。然后，將 Al（NO₃）₃?⁹H₂O 溶液緩慢逐滴加入上述混合溶液中，繼續(xù)攪拌 30min 。將所得溶液轉(zhuǎn)移至 50mL PTFE內(nèi)襯的高壓反應(yīng)釜中，在 150°C 烘箱中反應(yīng) 5h 。自然冷卻至室溫后，用DMF和無水乙醇交替洗滌（各3次），然后在 60^°C 的真空烘箱中干燥 12h ，研磨均勻得到MIL-53（Al） ?NH₂@N- CDs復(fù)合材料粉末。純MIL-53（Al） NH₂ 樣品在相同溶劑熱條件 （150%，5h） 及前驅(qū)體濃度下制備，作為對(duì)照樣品。

圖1MIL-53（Al） ??NH₂@N. -CDs復(fù)合材料的制備示意圖 Fig.1Preparation schematic diagram of MIL-53（Al）. ??NH₂@N -CDs composites

1.2 LED的制備

LED的制備方法是將MIL-53（Al） ?NH₂@N- CDs分散到環(huán)氧樹脂AB膠中固化制得。步驟為：（1）在塑料燒杯中加入3單位質(zhì)量A膠，在均勻攪拌下將一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的MIL-53（Al）- ?NH₂@ N-CDs粉末加入A膠中，得到均勻混合物；（2）在持續(xù)攪拌下加入1單位質(zhì)量的B膠，將含有不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)MIL-53（Al）- ?NH₂@ N-CDs粉末的AB膠混合物進(jìn)行5min 超聲處理以除去氣泡，得到均一體系；（3）將其快速滴加到搭載 EM460 藍(lán)光芯片的基底上， 60^°C 下固化 12h （或在室溫下固化 24h ），最終得到基于MIL-53（Al） ?NH₂@N-CDs 的LED器件。

1.3 材料表征

采用掃描電子顯微鏡（scanningelectronmicroscope，SEM）分析樣品形貌。采用傅里葉變換紅外光譜儀（Fourier transform infrared spectrometer，F(xiàn)TIR）、X 射線衍射儀（X-ray diffractometer，XRD）分析樣品的相組成與化學(xué)鍵合性質(zhì)。用X射線光電子能譜（X-ray photoelectron spectrometer， XPS）研究樣品的物相組成。采用紫外可見光譜儀（ultraviolet-visible spectrometer，UV-vis）分析樣品的光吸收性質(zhì)。采用熒光分光光度計(jì)（fluorescence spectrophotometer，RF-5301）分析樣品的光致發(fā)光（photoluminescence，PL）性質(zhì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 材料結(jié)構(gòu)表征

如圖2（a）所示，N-CDs的XRD圖譜中在 18^° ，29^° 和 41.2^° 的位置出現(xiàn)3個(gè)衍射峰，分別對(duì)應(yīng)于石墨的（110）晶面、（002）晶面和（100）晶面，說明具有一定的石墨化結(jié)構(gòu)，證明 N-CDs 的成功制備[21-22]。圖2（b）所示為N-CDs的紅外光譜圖，N-CDs以3340cm^-1 為中心的較寬峰是由 的伸縮振動(dòng)引起的，位于 2945cm^-1 和 2848cm^-1 處的吸收峰歸屬于C-H的伸縮振動(dòng)[23]， 1 702cm^-1 與1 398cm^-1 處的吸收峰歸屬于酰胺鍵與 的伸縮振動(dòng)[20。紅外光譜表明 N-CDs 的表面含有豐富的官能團(tuán)，使其能夠參與制備復(fù)合材料。

MIL-53（Al）-NH₂ 以及MIL-53（Al） ?NH₂@ N-CDs復(fù)合材料的XRD圖譜如圖3（a）所示，從圖中可以看出，樣品均在 2θ 為 8.9^°，10.7^°，15.3^°，17.8^° 以及26.7^° 處出現(xiàn)了衍射峰，這些衍射峰依次歸屬于（101）、（200）、（011）、（202）以及（020）晶面[24]，證明了MIL-53（Al）- NH₂ 的成功制備，也說明兩種材料具有相似的晶體結(jié)構(gòu)；當(dāng)添加N-CDs之后，所得復(fù)合材料的XRD譜圖在（202）和（020）等晶面的衍射峰強(qiáng)度明顯降低，說明說明N-CDs的加入會(huì)影響到復(fù)合材料的結(jié)晶取向以及生長(zhǎng)過程，但該影響程度并不

圖2N-CDs的結(jié)構(gòu)和光學(xué)表征

Fig.2Structural and optical characterization of N-CDs

會(huì)消除或形成新的取向。

圖3（b）中給出，其中 3499，3394cm^-1 處的吸收峰對(duì)應(yīng)于N-H鍵的伸縮振動(dòng)，表明 NH₂ 沒有參與配位。此外，在 2300～3300cm^-1 處沒有出現(xiàn)歸屬于羧基中的羥基的寬帶吸收，說明 H₂BDC-NH₂ 在結(jié)構(gòu)中被完全去質(zhì)子化[25]。在 1400～1700cm^-1 屬于與 Al³⁺ 游離 H₂BDC-NH₂ 耦合的羰基振動(dòng)帶[26]。另外，在譜圖中還可以看到 1009，606cm^-1 處2個(gè)峰，分別與鋁簇的 O-H 基團(tuán)振動(dòng)和Al-O振動(dòng)相對(duì)應(yīng)[27-28]。需要注意的是，在 MIL-53（AI） ?NH₂@N. （204號(hào)CDs復(fù)合材料的紅外光譜中并未出現(xiàn)屬于N-CDs酰胺鍵的特征吸收，這是因?yàn)镹-CDs在復(fù)合材料中的負(fù)載量少而無法得到。

2.2 材料組成分析

為了探究N-CDs與MIL-53（Al） NH₂ 是否成功復(fù)合，通過XPS對(duì)復(fù)合前后的MIL-53（Al） NH₂ 以及MIL-53（Al） ?NH₂@N-CDs 進(jìn)行元素分析。如圖4（a）所示，復(fù)合N-CDs前后的MOFs的XPS全譜都顯示 C，N，0，Al 等4種元素，在結(jié)合能分別為74.90、285.12，399.41，532.40eV 處，分別顯示出 Al2p.Cls N1s和O1s的4個(gè)峰。如表1所示，MIL-53（Al）-NH₂ 中Al含量為 5.35% ，表明 Al³⁺ 與 H₂BDC-NH₂ 成功配位。當(dāng)添加N-CDs后，所得MIL-53（Al）-NH₂@N-CDs 復(fù)合材料的幾種元素含量變化不大，這可能是歸因于以下原因：一是N-CDs的 O含量占比與 MIL-53（Al）-NH₂ 的元素含量占比沒有特別大的差異，另一個(gè)則是因?yàn)镹-CDs的在其復(fù)合材料中的負(fù)載量較少。

圖3MIL-53（Al） ??NH₂ 和 MIL-53（AI）-NH₂@N-CDs 的結(jié)構(gòu)表征

Fig.3Structural and optical characterization of MIL and MIL-53（Al）- ??NH₂@N -CDs

進(jìn)一步對(duì)各元素分析后，圖4（b）中MIL-53（Al）-NH₂ 的 Al2p 高分辨能譜顯示，位于 74.40，75.10eV 結(jié)合能處的峰歸屬于Al-O和Al-OH，證明了骨架中 AlO₄（OH）₂ 的生成。圖4（c）中MIL-53（Al） NH₂ 的C1s高分辨XPS光譜在284.7、285.7和 289.0eV 處有3個(gè)峰，分別歸屬于 C=C/C-C，C-N/C-O 以及 C=0 ，在圖4（d）的O1s高分辨XPS光譜中發(fā)現(xiàn)了位于532.48和 531.48eV 處的2個(gè)峰，分別與Al-O和 H-O 相匹配。圖4（e）中MIL-53（Al）NH₂ 的N1s高分辨譜中，在 399.2eV 和 400.0eV 處出現(xiàn)的2個(gè)峰，分別歸屬于吡啶氮和氨基氮，來源自框架有機(jī)連接中的氮原子[25]。圖4（f）中 MIL-53（Al）-NH₂@N-CDs 的N1s高分辨譜曲線較MIL-53（Al）NH₂ 有明顯變寬，可在位于 400.6eV 處擬合出1個(gè)新峰，源自于N-CDs中的酰胺氮。此外，吡咯氮（399.2eV） 和氨基氮 （399.8eV） 的結(jié)合能發(fā)生了較小的變化，這歸因于N-CDs參與了MOF的組裝過程影響了結(jié)構(gòu)組成。

圖4MIL-53（AI） ?NH₂ 和 的XPS譜圖 Fig.4 XPS spectra of MIL-53（Al）- ?NH₂ and MIL-53（Al）- ??NH₂@N -CDs

表1 N-CDs、MIL-53（Al）- ?NH₂ 和 的元素占比 ）.1Element ratios of N-CDs， MIL-53（Al） ?NH₂ and MIL-53（Al） ??NH₂@N -CDs

2.3 材料形貌表征

圖5比較了N-CDs引入前后MIL-53（Al）- NH₂ 形貌的變化。圖5（a）和圖5（b）是MIL-53（Al）NH₂ 的SEM形貌及局部放大圖，從圖中可以看出MIL-53（Al）- NH₂ 形貌均勻且規(guī)整，呈現(xiàn)為齒輪狀形貌[2]，尺寸約為 2～4μm ；在規(guī)整的齒輪主體結(jié)構(gòu)上，還分布有多層薄層齒輪結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)可反映晶體的生長(zhǎng)方向。圖5（c）和圖5（d顯示了負(fù)載N-CDs之后的MIL-53（Al） ?NH₂@N?CDs 的SEM形貌及局部放大圖，對(duì)比N-CDs修飾前MIL-53（Al）-NH₂ 的形貌發(fā)生了顯著變化：MIL-53（AI）- ?NH₂@N. CDs的形貌呈現(xiàn)為規(guī)則的納米花狀，由大量細(xì)長(zhǎng)的棒狀納米結(jié)構(gòu)交叉組裝形成，其交叉中心為晶體生長(zhǎng)起點(diǎn)，向外延伸的納米棒則代表晶體的生長(zhǎng)方向。此外由于N-CDs的尺寸只有幾納米左右，且負(fù)載量較少，因此在SEM圖中無法直接觀察到N-CDs。

圖5MIL-53（Al） ??NH₂ 和 的SEM圖 Fig.5 SEM images of MIL-53（Al） ?NH₂ and MIL-53（Al）- ?NH₂@1 N-CDs

通過對(duì)N-CDs、MIL-53（Al）- NH₂ 及MIL-53（Al）-NH₂@ N-CDs的結(jié)構(gòu)分析、成分分析與形貌表征結(jié)果，推測(cè)N-CDs會(huì)影響或參與到MIL-53（Al）- NH₂ 的組裝過程，并發(fā)揮類表面活性劑的作用。起初，在前驅(qū)體溶液制備階段：由于N-CDs表面富含羧基以及氨基官能團(tuán)（包括 C=0，-OH 以及 -NH₂ ），其表面性質(zhì)可以與 H₂BDC-NH₂ 充分匹配實(shí)現(xiàn)兩者之間較為均勻的分散混合，當(dāng)含有 |Al³⁺ 的 Al（NO₃）₃ 9H₂O 與 H₂BDC-NH₂/N-CI Ds溶液混合時(shí)，3種組分可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)均勻分散。進(jìn)入反應(yīng)階段后： Al³⁺ 主要是通過與 H₂BDC-NH₂ 中的羧基進(jìn)行配位來實(shí)現(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生和生長(zhǎng)，這在紅外光譜分析結(jié)果中已得到證實(shí)，N-CDs具有與 H₂BDC-NH₂ 相似的表面官能團(tuán)，N-CDs的羧基可以與 |Al³⁺ 實(shí)現(xiàn)配位從而產(chǎn)生一種與 H₂BDC-NH₂ 的競(jìng)爭(zhēng)配位機(jī)制。但需要注意的是，N-CDs與 H₂BDC-NH₂ 的競(jìng)爭(zhēng)配位并不會(huì)使所得產(chǎn)物出現(xiàn)新的晶面取向或使得原有的晶面取向消失，而是更多的起到限制作用，對(duì)應(yīng)于XRD譜圖中復(fù)合材料在（202）和（020）等晶面的衍射峰強(qiáng)度明顯降低。該限制作用的產(chǎn)生，歸因于N-CDs相對(duì)于 H₂BDC-NH₂ 更大的尺寸：N-CDs與Al³⁺ 配位時(shí)，其自身尺寸會(huì)帶來空間位阻，阻礙穩(wěn)定晶體結(jié)構(gòu)的完整形成。因此，在該機(jī)制的調(diào)控下，材料的晶核逐步生成并持續(xù)生長(zhǎng)，最終形成由短棒狀結(jié)構(gòu)交叉組裝而成的納米花狀復(fù)合材料。

2.4 材料熒光性能表征

圖6（a）所示為N-CDs的紫外可見光譜圖。N-CDs從紫外區(qū)到可見光區(qū)均有明顯吸收，在 245nm 和 340nm 左右出現(xiàn)吸收峰，分別來源于碳核的 π? π^* 躍遷和表面態(tài)的 n-π^* 躍遷。圖6（b）為N-CDs的PL光譜圖，其在 410nm 激發(fā)波長(zhǎng)下發(fā)射橙黃色熒光，發(fā)射中心位于 567nm 。N-CDs具有較寬的發(fā)射峰，這使其有望通過調(diào)控激發(fā)波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)寬波長(zhǎng)范圍的熒光發(fā)射。

MIL-53（Al）-NH₂ 及MIL-53（Al） ?NH₂@N-CDs 的光吸收性質(zhì)如圖7（a）所示， MIL-53（Al）-NH₂ 位于348nm 處的特征吸收峰歸因于 C=O/C-OH 基團(tuán)的 n-π^* 躍遷[3]。添加N-CDs后，復(fù)合材料 n-π^* 躍遷的光吸收峰收窄、光吸收能力衰減。這可能與MOFs形貌的改變有關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果表明，N-CDs可通過調(diào)控MOFs的結(jié)構(gòu)（或形貌）來調(diào)節(jié)其光學(xué)性質(zhì)。圖7（b）所示為MIL-53（Al）- NH₂ 光學(xué)照片及其在不同激發(fā)波長(zhǎng)下的PL發(fā)射光譜圖。所制備的MIL-53（Al）- NH₂ 粉末在日光下均表現(xiàn)為棕褐色，在365nm 激發(fā)下發(fā)出弱的黃褐色熒光。圖中可以看出該復(fù)合材料具有不對(duì)稱的熒光發(fā)射峰，在最佳發(fā)射波長(zhǎng)右側(cè)區(qū)段表現(xiàn)為較寬的發(fā)射，在激發(fā)波長(zhǎng)為370nm 時(shí)的最佳發(fā)射波長(zhǎng)為 465nm ，歸因于苯環(huán)的 π-π^* 電子躍遷[25]。此外，在不同波長(zhǎng)激發(fā)下，MIL-53（Al）-NH₂ 的發(fā)射較為穩(wěn)定，具有非激發(fā)依賴性。圖7（c為 MIL-53（Al）-NH₂@N-CDs 復(fù)合材料的光學(xué)照片和發(fā)射光譜，其與 MIL-53（Al）-NH₂ 具有相似的熒光發(fā)射性質(zhì)，具有非激發(fā)依賴性。但其在藍(lán)光發(fā)射中心右側(cè)區(qū)域的熒光得到增強(qiáng)，這可能是N-CDs的復(fù)合所帶來的。 MIL-53（Al）-NH₂ 以及MIL53（A1）- ?NH₂@ N-CDs的寬發(fā)射性質(zhì)，使其具有熒光可調(diào)性，當(dāng)調(diào)控激發(fā)波長(zhǎng)在其最佳波長(zhǎng)以右時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)寬發(fā)射峰的熒光發(fā)射。基于此，有望實(shí)現(xiàn)在光電器件等領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.5 LDE的應(yīng)用

基于MIL-53（A1） ?NH₂@N-CDs 的熒光性質(zhì)，通過將其分散在環(huán)氧樹脂AB膠水中，固化得到了基于MIL-53（A1） ?NH₂@? N-CDs的LED，如圖8所示。圖8（a）所示，負(fù)載質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5% 的MIL-53（Al）-NH₂@ N-CDs的LED-B（B為Blue的縮寫，代表藍(lán)光發(fā)射）在日光下/黑暗環(huán)境工作時(shí)的光學(xué)照片，LED-B在日光下為棕紅色，黑暗條件下在具有 460nm 發(fā)射的LED芯片工作時(shí)（工作電壓： 3V_： ，工作電流：50mA， 發(fā)射出明亮的藍(lán)光。圖8（b所示，LED-M（M為Mauve的縮寫，代表紫紅色發(fā)射）在日光下為深紅棕色，黑暗條件下在LED工作時(shí)發(fā)出紫紅色光。這種結(jié)果取決于MIL-53（AI） ?NH₂@N-CDs 的寬發(fā)射熒光性質(zhì)及其在樹脂中的負(fù)載量。當(dāng)負(fù)載量為 5% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）時(shí)，由于芯片發(fā)出的460nm 藍(lán)光太強(qiáng)，覆蓋了一部分屬于MIL-53（Al）-NH₂@N._CDs 的熒光發(fā)射，因此LED-B只表現(xiàn)為藍(lán)色發(fā)光；當(dāng)負(fù)載量為 20% 時(shí)，芯片發(fā)出的藍(lán)光大部分被用于激發(fā)MIL-53（Al） ?NH₂@N-CDs 發(fā)出其在PL寬發(fā)射區(qū)的紅光，而只有小部分LED芯片的藍(lán)光可以保留，因此整體表現(xiàn)出的熒光具有紫紅色發(fā)光，具體的，在頂部樹脂覆蓋較薄的區(qū)域存在部分藍(lán)色發(fā)光，而在底部?jī)蓚?cè)樹脂覆蓋較厚的區(qū)域可以發(fā)出紅色光。這些結(jié)果表明MIL-53（Al） ?NH₂@N.CDs的熒光性質(zhì)使其可以應(yīng)用于光電器件的構(gòu)筑，并可以通過調(diào)節(jié)負(fù)載量、芯片發(fā)射波長(zhǎng)等形式來實(shí)現(xiàn)對(duì)LED的多色發(fā)光

3結(jié)論

綜上所述，本文以溶劑熱法制備了N-CDs，其表面具有豐富的官能團(tuán)。通過原位法制備了MIL-53（Al）–NH₂@N-CDs 復(fù)合材料，表征結(jié)果表明，N-CDs表面與MOF配體類似的官能團(tuán)使其可以參與A1-MOFs的配位組裝過程，限制晶體結(jié)構(gòu)的取向和生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)MIL-53（Al） ?NH₂ 的形貌調(diào)控和熒光性質(zhì)調(diào)控，基于MIL-53（Al） ?NH₂@N-CDs 熒光性質(zhì)制備得到的LED具有多色發(fā)光以及光可調(diào)性。結(jié)果關(guān)于N-CDs調(diào)節(jié) MIL-53（Al）-NH₂ 組裝行為的發(fā)現(xiàn)為新型MOFs組裝結(jié)構(gòu)提供了一種可行的設(shè)計(jì)方法，為開發(fā)高性能多色可調(diào)發(fā)射光電器件提供了道路。

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（編輯：畢莉明）