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碳点具有细胞低毒性,良好的生物相容性和特殊的光学特性。因此它吸引了越来越多的研究者的注意。近年来,碳点已经初步应用在生物成像,生物传感和光电子器件等领域中。本文主要内容包括采用电化学方法来制备碳点,分析了在不同电压下制备的碳点的结构和性能,并探讨了碳点在微生物燃料电池中的应用。具体内容如下:首先本文采用电化学方法,以简单易得、价格低廉的石墨棒为碳源,以绿色环保的低成本的蒸馏水作电解液制备碳点。该制备方法操作简单,制备的碳点纯度高,颗粒尺寸可控,且具有优异的发光特性。其次,本文重点研究了电化学方法制备的碳点的结构和性能分析。研究结果表明,碳点是球形或准球形,平均粒径在1.5nm～5nm,且随机地分布。该碳点主要由C和O两种元素组成,包含C=C、C-O、-OH和C=O等化学键。碳点在吸收光谱的300nm处有个明显的吸收峰,和C=O键n-π*跃迁有关。不同电压下制备的碳点的荧光光谱在320nm的激光激发下,共观察到三个峰,在361nm处的尖峰、在450nm左右的宽峰和550nm左右的宽峰。随着激发波长的增大,361nm处发光光谱的中心从紫外区域移动到可见光区域,同时伴随着强度降低,且其半高宽维持在1Onm左右,具有优异的单色性。特别地,对于60V电压下制备的碳点只有一个中心在361nm的尖锐的紫外发光峰,单色性良好,该紫外发光光谱在其它方法制备的碳点中并没有出现。该论文还研究了碳点的荧光寿命,对于15V电压下制备的碳点,分析表明有三个退激发过程,相应的寿命分别为1.4ns、7.8ns和0.03ns,比例分别为26.11%、50.49%和23.40%,平均寿命为7.2ns。60V电压下制备的碳点同Pt/C在催化性能上具有可比性,其氧还原的峰电流是0.119mA。最后,本文研究了碳点在微型微生物燃料电池中的应用。结果表明,构建以60V电压下制备的碳点做阴极催化剂的微型微生物燃料电池时,电池的电压为420mV,最大输出功率为21.9 mV/m2。60V电压下制备的碳点的催化性能比Pt/C的催化性能低,但相差并不大,具有可比性。因此,60V电压下制备的碳点在微生物燃料电池中具有潜在的应用。