[发明专利]一种纯碳纳米点及其制备方法、LED光源

说明书

本发明公开了一种纯碳纳米点及其制备方法、LED光源。本发明公开的纯碳纳米点的制备方法包括步骤：向去离子水中加入无机盐、多羟基化合物和氨基化合物，溶解，真空加热，得纯碳纳米点；所述无机盐多羟基化合物和氨基化合物的质量比为0.1‑2：0.1‑5：1。本发明公开的技术方案实验操作简便，危险性小，并且具有良好的实验重复性，可以批量生产，同时得到的碳纳米点的发光强度高。

技术领域

本发明涉及碳钠米点技术领域，尤其涉及一种具有高效发光的纯碳纳米点及其制备方法和一种LED光源。

背景技术

碳纳米点是一种基于碳材料的新型荧光物质，其具有很多优点，例如，制备成本低、荧光量子效率高、低生物毒性等，进而被应用在诸多领域中，如智能材料、光伏和光电装置、传感器、生物荧光标记等，因此逐渐成为一类十分有应用前景的材料。

在现有技术中，碳纳米点可以通过多种方法进行制备，如激光消融法、电化学法、电弧放电法、热解法、超声和微波法。但是目前这些方法制备出的碳纳米点的尺寸较难实现均一化，而不同粒径的碳纳米点通常具有不同能带带隙，最终导致所制备得到的碳纳米点在聚集态时由于不同能级间的能量传递导致荧光淬灭。无法实现高亮度的碳纳米点固态薄膜以及体相材料，极大地限制了碳纳米点材料在固态发光体系中的应用。

现有技术中公开有一种碳纳米点掺杂氯化钠的微米晶材料的制备方法，包括步骤：1)足量的氯化钠晶体加入到绿光发射碳纳米点溶液中，加热搅拌，制备成绿光碳纳米点的氯化钠饱和溶液；2)将得到的饱和容易经过冷却、提纯、晾干和研磨得到碳纳米点掺杂氯化钠的微米晶材料。所述绿光发射碳纳米点溶液的制备方法：11)将预设量的柠檬酸和尿素混合溶解在去离子水中，得到无色透明的溶液；12)将无色透明的溶液加热预设时间，得到棕褐色粘稠状液体；13)将粘稠状液体烘干，溶液在去离子水中，再进行离心处理，去掉不溶的碳纳米点颗粒，得到绿光发射的碳纳米点。这种方法获得的碳纳米点在溶液中荧光量子效率低，且具有严重的聚集诱导荧光猝灭现象，因而无法制备纯碳纳米点高效发光薄膜及固体材料。

现有技术中公开有一种氮、硫、铜共掺杂碳纳米点以含多羧基或多羟基的有机化合物为碳源，以氨基化合物为氮源，以含硫基的化合物为硫源，以亚铜化合物为铜源，通过微波法制备而成或者经硅烷表面改性后，通过微波法制备而成；碳纳米点的粒径为8nm-15nm。这种碳纳米点水溶性差，只能以粉末状形态存在，无法制备成高效透明发光薄膜，进而限制其进一步应用。

现有技术中公开有一种碳纳米点，该碳纳米点是以含多羧基或多羟基的有机化合物为原料，或以氨基酸为原料，以尿素为表面钝化剂制备而成的，步骤如下：①尿素与含多羧基或多羟基的有机化合物，或氨基酸按质量比0.1:1-4:1配制成水溶液；②将①所制备的水溶液通过微波加热反应获得棕黑色固体；③得到的棕黑色固体经真空加热，除去残留的小分子化合物，即得到碳纳米点；所述碳纳米点表面具有酰胺基团和羧基基团。但是，由于微波加热过程无法实现均匀加热，其中局部加热温度过高导致过度碳化，形成难溶性的无光材料，而局部温度过低则碳化不完全，无法形成碳纳米点。最终使得碳纳米点尺寸不均一，在固态下，存在能量传递，进而聚集诱导荧光猝灭，难于实现高效固态发光。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有高效发光的纯碳纳米点及其制备方法和在激光中应用，本发明提供的纯碳钠米点能够解决碳纳米点的尺寸不均一的问题且克服了聚集态时的聚集诱导荧光猝灭。

在第一方面，本发明提供了一种纯碳纳米点的制备方法，包括步骤：向去离子水中加入无机盐、多羟基化合物和氨基化合物，溶解，真空加热，得纯碳纳米点；所述无机盐多羟基化合物和氨基化合物的质量比为(0.1-2)：(0.1-5)：1。

可选地，在一些实施例中，所述制备方法包括步骤：向去离子水中加入无机盐、多羟基化合物和氨基化合物，待充分溶解后，烘干，再真空加热，得纯碳纳米点。