[发明专利]一种荧光碳纳米粒子的简易制备方法

说明书

本发明涉及一种基于戊二醛的荧光碳纳米粒子的简易制备方法。该方法具体步骤是将戊二醛溶液置于适宜温度的加热装置内；反应一定时间后，得到荧光碳纳米粒子。本发明提供的合成方法无需分离、纯化等繁琐步骤，简单易行，也无需使用任何有机溶剂和修饰剂，绿色无污染，制备得到的荧光碳纳米粒子具有量子产率高、光稳定性强，水溶性好等特点，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种基于戊二醛的荧光碳纳米粒子的简易制备方法。

背景技术

当前，荧光材料包括有机荧光染料、半导体量子点、荧光碳纳米粒子等。其中有机荧光染料由于荧光寿命短、荧光不稳定，对环境变化十分敏感，逐渐遭到国内外学者的冷落；而半导体量子点由于包含有毒的重金属，对人体和环境会造成严重的危害，因此限制了其进一步的应用；与前两者相比，荧光碳纳米粒子具有强而稳定的荧光性能、良好的水溶性和生物相容性、灵敏性、化学惰性、抗光漂白、易于功能化、低毒性等优势，逐渐成为材料、光学、生物医学等多学科交叉领域的研究热点。

但当前科研文献报道或者商品化的荧光碳纳米粒子普遍基于自上而下法、或者自下而上法制备而来。通常需要浓硝酸或者浓硫酸等有机溶剂的辅助，或者需要聚乙二醇、离子液体等化学试剂进行表面修饰，或者需要高端的精密设备。既浪费试剂、增加了制备成本，而且反应后还需要分离、纯化等繁琐步骤，更为严重的是，这些反应中使用过的试剂的排放还会污染环境。因此，开发一种简易高效、绿色环保的荧光碳纳米粒子的制备方法迫在眉睫。

戊二醛由于具有改善生物大分子材料性能、防腐、灭菌等特点，因此被广泛用作组织固定剂、蛋白质交联剂、木材防腐剂、皮革鞣剂、杀菌消毒剂等领域。从化学结构来看，戊二醛并不具备荧光物质的基本特征，但我们在久置戊二醛溶液的荧光分析中，发现其存在明显的荧光特性。进一步研究表明，这是由于久置戊二醛在放置过程中，分子聚合形成共轭结构，然后聚合物进一步团聚形成荧光碳纳米粒子的结果。更有意思的是，新购的市售戊二醛在加热条件下能够加速这一反应进程，从而在很短时间内得到荧光碳纳米粒子。基于此，我们开发了一种基于戊二醛的荧光碳纳米粒子的简易制备方法，具有重要的理论指导意义和现实应用价值。

发明内容

本发明开发一种荧光碳纳米粒子的简易制备方法，是采用如下技术方案实现的，具体包括：量取适量的戊二醛溶液，置于适宜温度的加热装置内；反应一定时间后，得到荧光碳纳米粒子。

作为优选，反应温度为10～110℃；加热装置为水浴锅、油浴锅、反应釜、烘箱等；反应时间为0.1～100h。

本发明具有如下的优点：1、本发明制备荧光碳纳米粒子只需要戊二醛这种简单、易得、廉价的化合物，制备过程中也不需要高端的精密设备，从而极大地节约了制备成本。2、本发明制备荧光碳纳米粒子不需要诸如浓硝酸或者浓硫酸等有机溶剂的辅助，或者聚乙二醇、离子液体等化学试剂进行表面修饰，因此既不会浪费溶剂、也不存在有机溶剂排放导致的环境污染。3、由于制备过程非常绿色简便，因此也不需要经过分离、纯化等繁琐步骤，从而最大程度的节约了时间和人力成本。

附图说明

图1是戊二醛溶液在不同温度下加热不同时间得到的荧光光谱图：(A)40℃；(B)60℃；(C)80℃

具体实施方案

一、制备实例

以下实施例为本发明的一些举例，不应被看做是对本发明的限定。

实施例1

量取10mL戊二醛溶液，置于80℃温度的水热锅内，加热反应24h后，得到荧光碳纳米粒子。

实施例2

量取10mL戊二醛溶液，置于110℃温度的水热锅内，加热反应24h后，得到荧光碳纳米粒子。

实施例3