[发明专利]氟化碳量子点、发光超疏水膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种氟化碳量子点、发光超疏水膜及其制备方法和应用，是首先以葡萄糖、蔗糖或麦芽糖等糖类作为碳源通过水热法制备碳量子点，然后将碳量子点在F₂/N₂中进行氟化制备氟化碳量子点。将得到的氟化碳量子点和聚偏氟乙烯均匀混合并分散在N,N‑二甲基甲酰胺中获得前驱体溶液，最后将前驱体溶液涂覆在固体基质表面得到一层发光超疏水膜该。该方法制备的发光超疏水膜在信息加密、防伪、识别等领域具有非常重要的应用价值，同时也填补了我国在光致大光超疏水薄膜方面的技术空白。

技术领域

本发明涉及超疏水膜技术领域，特别是涉及一种包含荧光氟化碳量子点的发光超疏水膜及其制备方法和应用。

背景技术

超疏水技术是一种具有特殊表面性质的新型技术，具有防水、防雾、防雪、防污染、抗氧化、防腐蚀和自清洁以及防止电流传导等重要特点，在科学研究和生产、生活等诸多领域中有极为广泛的应用前景。在固体的表面实现超疏水性能，一般认为要具备两个条件：极低的表面张力和微纳粗糙结构。

纳米氟化碳材料，特别是氟化碳量子点，具有超疏水、光致发光、低毒等优异的特征引起了研究者的极大兴趣。目前为止，能够发射荧光的超疏水薄膜材料还未被报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供发光超疏水膜及其制备方法和应用。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种氟化碳量子点的制备方法，包括以下步骤：将碳源与溶剂加入到反应釜中密封反应，过滤得到的反应体系，得到滤液后除去溶剂，得到黑色固体粉末；将所述黑色固体粉末加入到氟化反应釜中，在F₂/N₂混合气的环境下反应，得到氟化碳量子点。

优选的，所述碳源与溶剂于160～210℃条件下，在聚四氟乙烯水热反应釜内进行反应，反应时间为6～24h。

优选的，所述碳源与溶剂的质量体积比为(10～500)mg：4mL，所述碳源为葡萄糖、蔗糖或麦芽糖。所述溶剂为无水乙醇、乙腈、乙酸乙酯。

优选的，通过调节F₂/N₂混合气中氟体积浓度、所述黑色固体粉末与F₂/N₂混合气的反应时间和反应温度，可调节述氟化碳量子点中的氟碳比。

优选的，所述黑色固体粉末与F₂/N₂混合气的反应温度为0℃～200℃，反应时间为2～72小时。

优选的，所述F₂/N₂混合气中氟体积浓度为5～90％。

优选的，所述氟化碳量子点的氟碳比为0.2～1.2。

优选的，所述步骤1中利用孔径为0.22μm的滤膜对反应体系进行过滤。

本发明的另一方面，还包括一种基于所述氟化碳量子点的发光超疏水膜的制备方法，包括以下步骤：将所述的氟化碳量子点与第一溶剂混合超声，得到混合溶液，然后将高分子聚偏氟乙烯分散到第二溶剂中后，加入到所述混合溶液中搅拌，配置成氟化碳量子点/聚偏氟乙烯的前驱体溶液，将所述前驱体溶液涂布在固体基质表面得到发光超疏水薄膜。

优选的，所述氟化碳量子点与第一溶剂的质量比为(0.0001～0.1):1，所述超声时间为1-4小时，所述高分子聚偏氟乙烯与第二溶剂的质量比为(0.1～0.5)：1，搅拌温度为40～60℃，搅拌时间4～12小时。

优选的，所述第一溶剂、第二溶剂均可为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基乙酰胺。

优选的，所述前驱体溶液中聚偏氟乙烯的数均分子量为：88000。