[发明专利]一种制备水相、油相碳量子点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及涉及制备荧光碳量子点的方法，特别地，一种制备出不同亲疏水性和蓝光、橙光发射的荧光碳量子点的新方法。

背景技术

近年来，发光碳量子点因其卓越的物理、化学性质受到研究者们的广泛关注。碳量子点不仅有较高的荧光量子产率，较好的抗光漂白性，而且有较低的毒性，和较好的生物相容性。到目前为止，碳量子点已经被应用到各个领域，主要有离子检测，生物成像，光伏器件，半导体二极管，光催化领域等。因其良好的应用价值，科研工作者已经发明了多种制备碳量子点的方法，总的来说包括“自上而下”和“自下而上”的方法。近期已公开的制备方法大多集中在水热法、高温碳化和微波辅助法等。然而，这些方法大多使用较高的温度(180℃以上)或者高耗能的设备，而且所制备的碳量子点发射的荧光大多为蓝光和绿光，仅有极少的文献报道了有关长波长(橙光、红光)发射的碳量子点的制备。因此，制备条件苛刻、量子点发射波长较短成为摆在科研工作者面前的重大难题。

发明内容

本发明为了克服上述所提到的现有的制备碳量子点条件苛刻、发射波较短的问题，提供一种制备水相、油相碳量子点的方法。

本发明的一种制备水相、油相碳量子点的方法，它是按照以下步骤进行的：

一、将萘溶于乙二醇二甲醚溶剂中，随后将金属钠溶解于上述溶液中，超声溶解后，加入小分子前驱体，持续搅拌，得到带有杂质的碳量子点的溶液A；其中，小分子前驱体为酰氯、胺类或氰类；

二、将萘溶于乙二醇二甲醚溶剂中，随后将金属钠溶解于上述溶液中，超声溶解后，加入小分子前驱体，持续搅拌，得到带有杂质的碳量子点的溶液B；其中，小分子前驱体为氯代物或乙腈；

三、将带有杂质的碳量子点的溶液A进行旋蒸，重新分散到水溶液中，滤去不溶的固体，得到上清液；之后将上清液透析，得到水相碳量子点；

四、将制得的带有杂质的碳量子点的溶液B进行旋蒸，重新分散到乙醇、二氯甲烷或乙二醇二甲醚中，滤去不溶的固体，得到上清液；之后将上清液进行柱层析，得到油相碳量子点，即完成所述的制备水相、油相碳量子点的过程；

其中，步骤一和步骤二中萘、金属钠与小分子前驱体的质量比均为5：1：(1-3)。

本发明包含以下有益效果：

本发明最主要的创新之处在于，本发明创新性的在常温条件下，制备水相、油相碳量子点，打破了常规方法必须在高温条件下才能制备出性能良好的水相、油相碳量子点的方式，本发明的方法制得的水相量子点最高荧光量子产率会达到30％左右，而且，在本申请发明中，在常温下制备出水相、油相碳量子点的同时，又可以制备出发射橙光的碳量子点，其荧光量子产率可达15％。

附图说明

图1为实施例1中以四氯甲烷为碳前躯体制得的碳量子点的透射电子显微镜(TEM)照片；

图2为实施例1中以四氯甲烷为碳前躯体制得的碳量子点的紫外-可见吸收谱图和用360nm激发的发射谱图；

图3为实施例1中以四氯甲烷为碳前躯体制得的碳量子点的红外谱图；

图4为实施例2中以丙烯酰氯为碳前躯体制得的碳量子点的紫外-可见吸收谱图和用360nm激发的发射谱图；

图5为实施例2中以丙烯酰氯为碳前躯体制得的碳量子点的红外谱图；

图6为实施例3中以乙腈为碳前躯体制得的碳量子点的紫外-可见吸收谱图和用520nm激发的发射谱图；

图7为实施例3中以乙腈为碳前躯体制得的碳量子点的红外谱图；

图8为本发明中以丙烯酰氯和乙腈为碳前躯体制得的水相、油相碳量子点的照片。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种制备水相、油相碳量子点的方法，它是按照以下步骤进行的：

一、将萘溶于乙二醇二甲醚溶剂中，随后将金属钠溶解于上述溶液中，超声溶解后，加入小分子前驱体，持续搅拌，得到带有杂质的碳量子点的溶液A；其中，小分子前驱体为酰氯、胺类或氰类；

二、将萘溶于乙二醇二甲醚溶剂中，随后将金属钠溶解于上述溶液中，超声溶解后，加入小分子前驱体，持续搅拌，得到带有杂质的碳量子点的溶液B；其中，小分子前驱体为氯代物或乙腈；

三、将带有杂质的碳量子点的溶液A进行旋蒸，重新分散到水溶液中，滤去不溶的固体，得到上清液；之后将上清液透析，得到水相碳量子点；

四、将制得的带有杂质的碳量子点的溶液B进行旋蒸，重新分散到乙醇、二氯甲烷或乙二醇二甲醚中，滤去不溶的固体，得到上清液；之后将上清液进行柱层析，得到油相碳量子点，即完成所述的制备水相、油相碳量子点的过程；