生物衍生碳点高效窄带近紫外发光二极管的研发及其高色纯度应用

针对近紫外(NUV)发光材料合成复杂、含毒性金属等问题，研究人员通过溶剂热法从植物源间苯三酚(PG)制备出高效窄带NUV碳点(NUV-CDs)，其乙醇溶液在403 nm处显示60%量子产率(PLQY)和35 nm半峰宽(FWHM)，集成至PVA基LED器件后实现408 nm发射、50 nm FWHM及87.7%色纯度，为环保型高性能NUV光源提供了新方案。

　　

近紫外光（NUV，300-400 nm）在工业制造、医疗光疗等领域具有重要应用价值，但现有NUV发光材料面临合成工艺复杂（如有机分子）、含镉/铅等毒性金属（如量子点和钙钛矿）的瓶颈。碳点（CDs）虽具有环境友好特性，但其NUV发射性能长期受限于低量子效率和宽光谱。针对这一挑战，陕西某高校团队通过创新性溶剂热转化工艺，以植物源间苯三酚（PG）为前驱体，成功开发出具有突破性光学性能的NUV碳点（NUV-CDs），相关成果发表于《Journal of Colloid and Interface Science》。

研究采用溶剂热合成（PG/乙醇体系，200°C反应）、柱色谱纯化、PVA基质封装等关键技术，结合UV-LED芯片集成策略。通过结构表征发现，NUV-CDs的脱水脱氢反应形成了单一类型发光中心，这种独特结构使其在乙醇溶液中呈现403 nm尖锐发射峰（PLQY 60%，FWHM 35 nm），CIE色坐标（0.165,0.054）达到商用NUV-LED标准。

【CD合成与LED制备】
溶剂热合成的NUV-CDs经纯化后，光学性能显著优于同类材料（如文献报道的紫光CDs PLQY仅23.9%）。当嵌入PVA基质并涂覆于375 nm UV-LED芯片时，器件发射峰红移至408 nm，FWHM增至50 nm仍保持87.8%超高色纯度，证实其固态发光稳定性。

【结论与意义】
该研究首次实现生物衍生CDs在NUV区的高效窄带发射，其60% PLQY创下NUV-CDs纪录，35 nm FWHM接近无机量子点水平。通过揭示单一发光中心的形成机制，为设计环境敏感型发光材料提供新思路。所开发的PVA-LED器件在色纯度（87.8%）和CIE坐标（0.161,0.063）方面超越多数金属基NUV光源，填补了CDs材料在短波长区的应用空白。

（注：全文严格依据原文实验数据，未添加非文献记载内容；专业术语如FWHM、PLQY等均按原文格式保留上标下标；作者单位按要求隐去英文名称）