[发明专利]一种聚硅氧烷改性碳量子点的合成方法

说明书

本发明提供一种聚硅氧烷改性碳量子点的合成方法，包括以下步骤：1)将柠檬酸加入去离子水中，搅拌使其充分溶解；2)将聚硅氧烷乳液加入柠檬酸溶液中，搅拌均匀，然后置于120℃～180℃恒温干燥箱中反应4h～12h，得浅黄色溶液；3)对浅黄色溶液进行抽滤，得到浅黄色透明状滤液，并用去离子水将其稀释100倍，即得到聚硅氧烷改性碳量子点。本发明合成的碳量子点具有合成原料廉价、操作简单、荧光强度高、稳定性好、生物相容性好、无污染、无毒害作用等优点，在荧光探针、生物标记和成像、病理检测等方面具有极大的潜在应用价值。本发明合成的碳量子点的荧光量子产率可高达80％以上。

技术领域

本发明属于纳米发光材料技术领域，具体涉及一种聚硅氧烷改性碳量子点的合成方法。

背景技术

碳量子点是继富勒烯、碳纳米管、石墨烯之后的另一种新型纳米材料，碳量子点是指尺寸大小在10nm以下的准球形碳纳米功能材料。碳量子点具有良好旳水溶性，优越的化学惰性，低毒性，易于功能化，独特的发光特性，良好的生物相容性和抗光漂白性等优势，因此碳量子点有望成为一种可替代荧光有机染料和传统半导体量子点的理想荧光探针和生物标记材料，特别是在细胞标记和活体长时间动态可视化示踪成像等医学领域的应用具有独特的优势。

碳量子点的合成方法对碳量子点的荧光性能有着很大的影响，通常直接制备的碳量子点所发射的荧光颜色比较单一，荧光量子效率较低，同时经过短时间放置后荧光强度即大幅度衰减。表面修饰是提高碳量子点荧光性能的有效途径，采用化学法对碳量子点进行表面修饰，钝化试剂与碳量子点表面的羧基形成化学键，修复了碳量子点表面的缺陷，增强了碳量子点的荧光性能，同时还可以通过选取不同的修饰分子或控制接枝分子的数目调控荧光发射峰的位置和强度，从而拓宽碳量子点应用范围。

目前用于碳量子点表面修饰的化合物种类比较单一，特别是所用的有机高分子只有氨基封端的聚乙二醇和聚乙烯亚胺，其他类有机高分子化合物则很少被用来修饰碳量子点，这与高分子化合物的水溶性差有密切关系。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中针对制备的碳量子点所发射的荧光颜色比较单一，荧光量子效率较低，同时经过短时间放置后荧光强度即大幅度衰减，及用于碳量子点表面修饰的化合物种类比较单一等问题缺陷，提出一种聚硅氧烷改性碳量子点的合成方法。本发明利用高分子与表面活性剂形成的乳液体系有效解决高分子水溶性差的难题，实现其对碳量子点表面的修饰，丰富碳量子点表面修饰材料的种类，拓宽改性碳量子点在各个领域的应用范围。

本发明的合成方法所用原料价格低廉、操作简单、制备周期短，获得的碳量子点具有荧光强度高且稳定、生物相容性好、无污染、无毒害作用等优点。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种聚硅氧烷改性碳量子点的合成方法，所述合成方法包括以下步骤：

1)制备柠檬酸溶液：将柠檬酸加入到去离子水中，搅拌至所述柠檬酸充分溶解入所述去离子水中；

2)将聚硅氧烷乳液加入至步骤1)中的所述柠檬酸溶液中，搅拌均匀得混合液，然后将所述混合液置于恒温干燥箱中进行水热反应，得浅黄色溶液；

3)对步骤2)中的所述浅黄色溶液进行抽滤，得浅黄色透明状滤液，并用去离子水将所述浅黄色透明状滤液稀释，即得到聚硅氧烷改性碳量子点溶液。

如上所述的合成方法，优选地，步骤1)中，将2g的所述柠檬酸溶于25ml的去离子水中。

如上所述的合成方法，优选地，步骤2)中，将体积为5～25mL的所述聚硅氧烷乳液加入到所述柠檬酸溶液，搅拌均匀得混合液，取30mL所述混合液置于反应釜聚四氟乙烯内衬中进行水热反应。优选地，步骤2)中，将体积为12.5mL的所述聚硅氧烷乳液加入到所述柠檬酸溶液，搅拌均匀得混合液。