[发明专利]一种pH响应型蓝色荧光碳量子点及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种pH响应型蓝色荧光碳量子点的制备方法，包括以下步骤：(1)将5‑30g的果皮粉碎后，加入50‑400mL的水浸泡28‑30h；(2)将所述步骤(1)中的混合物用HCl调节pH至2‑7，得到悬浮液A；(3)将所述悬浮液A在200‑300℃下水热反应10‑24h，冷却至室温，得到悬浮液B；(4)将所述悬浮液B用微孔过滤膜过滤，将过滤所得的澄清溶液通过500‑1500Da的透析袋进行透析，得到溶液C；(5)将所述溶液C进行冷冻干燥后，得到产物D。本发明的有益效果在于，使用废物资源果皮作为碳源，通过水热法制备出pH响应型蓝色荧光碳量子点，不仅合成方法简单、原料廉价易得，而且合成的碳量子点具有pH响应性，且随着pH的降低，荧光有增强现象。

技术领域

本发明涉及纳米发光材料领域，尤其涉及一种pH响应型蓝色荧光碳量子点的制备方法及其应用。

背景技术

碳量子点与传统的半导体量子点相比，具有诸多其他荧光材料无法比拟的优点，如抗光漂白性强、水溶性好、生物兼容性好、荧光发射可调、原料来源广、易于制备等优点，使其在细胞成像﹑生物传感﹑药物载体、光催化、金属离子检测等方面拥有极大的应用前景。

碳量子点的制备方法多种多样，而水热法以反应简单易行等优点备受人们青睐，通过一步水热法制备的水溶性碳量子点早已被人们用于生物成像领域。

专利文献CN 105568763 A，专利名称为：一种香豆素基碳量子点荧光增白剂的制备方法，具体步骤为：将碳源加入去离子水-反应釜中加热反应-调pH，加入氨基香豆素-反应釜中加热反应-过滤透析-干燥，该反应中的碳水化合物与带有氨基修饰剂的比例都需要严格控制，而且制备过程繁琐，制备得到的碳量子点的产率和荧光强度不高，鉴于此，急需开发一种制备过程简单，制备条件易控制的高荧光强度、高量子产率的碳量子点的制备方法。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述问题，本发明采用的技术方案在于，一方面，提供一种pH响应型蓝色荧光碳量子点的制备方法，包括以下步骤：(1)将5-30g的果皮粉碎后，加入50-400mL的去离子水浸泡28-30h；(2)将所述步骤(1)中的混合物用HCl调节pH，得到悬浮液A；(3)将所述悬浮液A在反应釜中进行水热反应10-24h，冷却至室温，得到悬浮液B；(4)将所述悬浮液B用微孔过滤膜过滤，将过滤所得的澄清溶液用透析袋进行透析，得到溶液C；(5)将所述溶液C进行冷冻干燥后，得到产物D。

进一步，所述步骤(2)中，HCl的浓度为0.5-2mol/L。

进一步，所述步骤(4)中，透析时间为1-2天，且每隔3-6h换一次超纯水。

进一步，各步骤中的参数符合下列关系：

式中：2≤a≤7，100≤b≤300，200≤T≤300，500≤N≤1500，η表示碳量子点的纯度，a表示所述步骤(2)中盐酸调节的pH值，b表示微孔过滤膜的孔径(nm)，T表示水热反应的温度(℃)，N表示透析袋的截留分子量。

另一方面，提供一种由上述pH响应型蓝色荧光碳量子点的制备方法制得的碳量子点。

进一步，制备得到的所述碳量子点在癌细胞成像中的应用。

进一步，制备得到的所述的碳量子点在荧光油墨中的应用。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：1、本发明使用废物资源果皮作为碳源，通过水热法制备出pH响应型蓝色荧光碳量子点，不仅合成方法简单、原料廉价易得，而且合成的碳量子点具有pH响应性，且随着pH的降低，荧光有增强现象；2、本发明制备得到的pH响应型蓝色荧光碳量子点能够应用于癌细胞成像和荧光油墨打印中。

附图说明