[发明专利]一种复色荧光碳量子点的制备方法

说明书

本发明公开了一种复色荧光碳量子点的制备方法，所述包括如下步骤：步骤一、将对苯二胺、乙二醇、盐酸充分混合，得到液体混合物；步骤二、将步骤一的液体混合物先超声处理，然后微波反应；步骤三、反应结束后冷却到室温，得到荧光碳量子点液体；步骤四、荧光碳量子点液体经离心、过滤、冷冻干燥后，用乙醇溶解，即得到绿色或橙黄色荧光碳量子点溶液。本发明用同一种原料制备的复色荧光碳量子点具有原料廉价、工艺条件简单、操作绿色环保、成本低、可重复性强等优点，而且可以制备出具有绿色和橙黄色两种颜色的荧光碳量子点，解决了碳量子点制备所需原料昂贵的问题，同时也解决了目前制备的碳量子点大部分是蓝色的问题。

技术领域

本发明涉及一种具有高荧光强度的新型荧光碳量子点溶液的制备方法。

背景技术

碳量子点作为一种新型的荧光材料，近年来引起了强烈的关注和研究热潮。碳量子点一般是指尺寸在20 nm以下的碳纳米颗粒, 属于零维碳纳米材料。碳量子点具有化学稳定性好、无光闪烁、耐光漂、良好的生物相容性和低的细胞毒性，在照明以及取代半导体量子点成为新一代生物探针方面具有诱人的前景。

然而，目前方法制备的碳量子点大部分是蓝色，所需原料昂贵，制备方法繁琐，高能耗，且只能在实验室小批量的生产，此外水中的稳定性不是很好，大概一天左右就沉积聚集。

发明内容

针对现有技术中荧光碳量子点制备方法繁琐和高能耗等问题，本发明提供了一种复色荧光碳量子点的制备方法。该方法简化了传统的碳量子点制备方法，使得碳量子点的制备更加简单易行，可以用于动植物细胞的标记，且原料和工艺中的试剂价格低廉，生产工艺成熟，环境污染程度低，稳定性高，制备方法简单易行，在多种工业领域具有广阔的应用前景。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种复色荧光碳量子点的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将0.1~2g对苯二胺、8~16mL乙二醇、4~8mL盐酸充分混合，得到液体混合物；

步骤二、将步骤一的液体混合物先超声处理5~15min，然后在560W或700W的微波条件反应3~5分钟；

步骤三、反应结束后冷却到室温，得到荧光碳量子点液体；

步骤四、荧光碳量子点液体经离心（11000rpm离心30分钟）、过滤（0.22μm滤膜过滤）、冷冻干燥后，用乙醇溶解，即得到绿色或橙黄色荧光碳量子点溶液。

本发明中，所述荧光碳量子点由碳、氢、氧、氮四种元素组成。

本发明中，所述荧光碳量子点溶液的激发范围为300～500nm，发射范围为400～700nm。

本发明中，所述荧光碳量子点固体与乙醇的重量比为0.001～0.1：100。

本发明对固态碳源（乙二醇）和固体氮源（苯二胺）进行简单地微波热解及后续处理，即可得到高荧光强度的碳量子点溶液，相比于现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明选用对苯二胺为氮源、乙二醇为碳源，乙二胺和乙二醇同一种原料不同的温度和反应时间能够制备多色的荧光碳量子点，而且原料生物毒性相对较低。

2、本发明选用盐酸作为催化剂，在液态下进行微波处理能够使反应更加迅速，缩短反应时间，而且制备的荧光碳量子点荧光强度更强。

3、本发明用同一种原料制备的复色荧光碳量子点具有原料廉价、工艺条件简单、操作绿色环保、成本低、可重复性强等优点，而且可以制备出具有绿色和橙黄色两种颜色的荧光碳量子点，解决了碳量子点制备所需原料昂贵的问题，同时也解决了目前制备的碳量子点大部分是蓝色的问题。