[发明专利]一种碳量子点及其磷光复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳量子点及其磷光复合材料的制备方法，所述碳量子点为苯胺类单体，如3，5‑二氨基苯甲酸、2，4‑二氨基苯磺酸，2，6‑二氨基甲苯，在室温条件下合成；所述复合材料为得到的水溶性碳量子点和亲水性聚合物，如聚丙烯酸，聚丙烯酸钠，聚丙烯酰胺，聚马来酸酐，聚马来酸，聚苯乙烯磺酸钠复合而成。本发明的制备工艺简单，原料易得，成本低，无毒环保。本发明的碳量子点多样，具有荧光量子效率高、水溶性好等优点，磷光复合材料多样，室温下磷光寿命长，磷光性能优异，在防伪、显示、生物和化学检测等领域有着巨大的应用前景。

技术领域

本发明涉及发光碳纳米材料制备方法，特别涉及一种碳量子点及其磷光复合材料的制备方法。

背景技术

磷光复合材料在光电器件，防伪技术，生物化学检测等领域都有着广泛的应用。现阶段主要的磷光复合材料集中在无机化合物和金属配合物，虽然这些材料具有较高的磷光效率和较长的磷光弛豫时间，但是往往需要复杂的制备条件和合成工艺，成本较高，生物相容性较差，材料种类单一。碳量子点，是一种新兴碳纳米材料，但现有的碳量子点荧光量子效率不理想，水溶性差，用其制备出的磷光复合材料磷光性能不够好，寿命短。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种碳量子点的制备方法，该方法简单易行，制备出的碳量子点多样，具有荧光量子效率高、水溶性好等优点。

本发明的另一目的是提供一种磷光复合材料的制备方法，该方法制备得到的磷光复合材料多样，室温下磷光寿命长，磷光性能优异。

技术方案：本发明提供一种碳量子点及其磷光复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)碳量子点的制备：将溶剂A和热处理后的四氢呋喃混合形成混合溶剂，将单体溶解在所述混合溶剂中，再加入酸，混合均匀，在搅拌下条件下进行室温反应，所述单体为3，5-二氨基苯甲酸、2，4-二氨基苯磺酸或2，6-二氨基甲苯中的一种，所述溶剂A为水、甲醇或乙醇；

(2)碳量子点的纯化：对步骤(1)反应后的溶液进行浓缩，柱层析，除去多余的杂质和未反应原料，冻干，即可。

进一步地，所述步骤(1)中单体浓度为0.1～10mg/mL。

进一步地，所述步骤(1)中热处理方法为将四氢呋喃置于聚四氟乙烯的水热釜中，120～180℃下反应120～180min。

进一步地，所述步骤(1)中溶剂A和热处理后的四氢呋喃的体积比为0～2∶1～9。

进一步地，所述步骤(1)中的酸为盐酸、硫酸、磷酸或丁二酸。

进一步地，所述步骤(1)中酸的体积分数为0.001％～0.01％。

一种磷光复合材料的制备方法，将所述碳量子点固体粉末分散在水中，将水溶液加入聚合物溶液中，所得混合溶液经过烘干或冻干即可。

进一步地，所述碳量子点固体粉末在磷光复合材料中的质量分数为0.02％～5％。

进一步地，所述聚合物溶液为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚马来酸酐、聚马来酸或聚苯乙烯磺酸钠中一种或两种的混合溶液。

根据所述碳量子点制备磷光复合材料的方法，将所述纯化后的碳量子点分散在水中，将水溶液加入聚合物溶液中，所得混合溶液经过烘干或冻干即可。

进一步地，所述碳量子点固体粉末在磷光复合材料中的质量分数为0.02％～5％。

进一步地，所述聚合物溶液为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚马来酸酐、聚马来酸或聚苯乙烯磺酸钠中一种或两种的混合溶液。