量子点材料主要包括碳量子点、无机量子点以及有机量子点。碳量子点,简称CQDs、CDs,指由碳元素构成的纳米尺度的零维材料。碳量子点具有生物相容性好、荧光性能佳、绿色环保、水溶性好等优势,未来有望在发光材料、生物成像、光催化、医疗卫生、荧光油墨以及传感器等领域获得广泛应用。
量子点具有独特限域效应,为极具发展潜力的纳米级半导体发光材料。近年来,随着应用需求日益旺盛,量子点市场规模不断增长。2023年全球量子点市场规模达到近50亿美元,同比增长超过15%。未来随着量子点行业发展速度加快,碳量子点将迎来广阔市场前景。
碳量子点复合材料为碳量子点衍生产品,主要包括碳量子点/TiO2纳米片复合材料、碳量子点/金纳米复合材料、碳量子点铜基复合材料等。碳量子点/金纳米复合材料具有催化活性高、电化学性能好等优势,主要应用于光电子学以及传感技术领域。
碳量子点制备方法主要分为包括自上而下法以及自下而上法两种。自上而下法包括激光烧蚀法、电化学法以及电弧放电法;自下而上法包括微波法、有机物碳化法、超声处理法、水热法以及燃烧法等。水热法指以蔗糖、葡萄糖、葡萄柚糖等有机物作为碳源,以硫酸铵、柠檬酸钠等表面活性剂作为引发剂,先将碳源溶解于水中,再加入引发剂,经过加热、冷却、纯化等流程制得成品。水热法具有生产流程简单、成品收率高等优势,未来有望成为碳量子点主流制备方法。
根据新思界产业研究中心发布的《
2024-2028年中国碳量子点(CQDs/CDs)市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示,碳量子点拥有独特光学性能,包括光诱导电子转移(PET)、光学吸收、上转换发光(UCPL)、光致发光、电化学致发光(ECL)以及化学致发光等,在众多领域拥有广阔应用前景。在发光材料领域,碳量子点可用于制造发光二极管;在生物成像领域,其可用于生物细胞标记;在光催化领域,其可用于CDs/ZnO、CDs/TiO2等复合材料制备过程中;在传感器领域,其可用于制造荧光传感器。
新思界
行业分析人士表示,碳量子点作为量子点代表产品,其光学性能优异,应用前景广阔。近年来,受益于量子点应用需求持续增长,碳量子点行业发展空间持续扩展。预计未来一段时间,随着技术进步以及本土企业持续发力,我国碳量子点行业景气度将进一步提升。