[发明专利]一种纳米硫化铕/氮共掺杂碳量子点的制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米硫化铕/氮共掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，采用去离子水，三乙胺，芦丁，配制A液；去离子水，硫化铵，配制B液；在反应器中加入A液搅拌，将B液滴加到A液中，A液与B液的体积比为20:1，滴加完毕，搅拌反应10min，转移到反应釜中温度在200±2℃恒温，反应24~28h，得到红色悬浊液体，固液分离，液体为粗品纳米硫化铕/氮共掺杂碳量子点；采用透析法提纯纳米硫化铕/氮共掺杂碳量子点。该制备方法具有绿色环保，操作简单，纳米硫化铕/氮共掺杂碳量子点不需要二次修饰既可以具有荧光性能稳定性高、尺寸小而均匀，生物相容性好等特点。

技术领域

本发明属于纳米发光材料制备技术领域，特别涉及一种纳米硫化铕/氮共掺杂碳量子点的制备方法及荧光性能。

背景技术

碳量子点作为一种新兴的纳米材料，碳量子点(C-Dots)具有生物兼容性好且无毒、粒径小、发射光谱可调、荧光稳定性高且耐光漂白等优点，加之原料廉价且来源丰富、易于制备和修饰等特点，使其制备和应用成为近年来分析化学的热点研究领域之一。然而，目前有关荧光C-Dots纳米材料的研究还处于初期阶段，仍存在一些亟待解决的科研问题，如现有合成方法的产量和荧光量子产率(QY)往往比较低，无法准确控制其横向尺寸及表面化学、发光机制不明确、荧光光谱范围窄等。因此，该研究领域还存在巨大的发展空间。

碳量子点除自身具有广泛应用外，基于碳量子点复合材料的研究也是目前的热点课题。复合材料是由两种或两种以上的不同材料复合而成，每种组成材料相互协同，不仅发挥各自的优势，还可拥有新的性能。因此，基于碳量子点复合材料的研究是碳量子点功能化的一个重要课题。碳量子点是以碳为骨架结构的纳米材料，是一种分散的、尺寸小于10nm的类球形纳米颗粒，一般包括纳米金刚石、碳颗粒和石墨烯量子点，也称碳点、碳纳米点、碳纳米晶。碳量子点是荧光碳纳米材料中最重要的一种，它具有独特的小尺寸特性和优越的荧光性质；碳量子点荧光明亮、稳定,激发光谱宽，发射光谱窄，且发射波长可通过改变材料的粒径大小和组成来调控，无光漂白现象，某些碳量子点还有，上转换荧光特性。杂原子的掺杂可以提高碳量子的荧光产率，以促进碳量子点在生物医学领域得以发展和应用，选择有机自然生物作碳源合成碳量子点更可取。

稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f5d电子组态，因此有丰富的电子能级和长寿命激发态，能级跃迁通道多达20余万个，可以产生多种多样的辐射吸收和发射，构成广泛的发光和激光材料。随着稀土分离、提纯技术的进步，以及相关技术的促进，稀土发光材料的研究和应用得到显著发展。发光是稀土化合物光、电、磁三大功能中最突出的功能，受到人们极大的关注。将不同稀土元素化合物掺杂到碳量子点中，对其光学性能具有显著改善。

本申请以芦丁为碳源，以硫化铵为均相硫源，氯化铕为铕源，三乙胺为氮源，采用溶剂热方法制备一种纳米硫化铕/氮共掺杂碳量子点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米硫化铕/氮共掺杂碳量子点的制备方法。

一种纳米硫化铕/氮共掺杂碳量子点的制备方法，其特征在于，该方法具有以下工艺步骤：

(1)A液配制：在反应器中，按如下组成质量百分比加入，去离子水：70～75％，三乙胺：6～10％，芦丁：16～20％，加热溶解，再加入三氯化铕：1.0～3.0％，各组分之和为百分之百，搅拌溶解，得到A液；

(2)B液配制：在反应器中，按如下组成质量百分比加入，去离子水：76～80％，硫化铵：20～24％，各组分之和为百分之百，搅拌溶解，得到B液；

(3)粗品纳米硫化铕/氮共掺杂碳量子点的制备：在反应器中加入A液搅拌，将B液滴加到 A液中，A液与B液的体积比为20:1，滴加完毕，搅拌反应10min，转移到反应釜中，盖好密封盖，置于恒温箱中，温度在200±2℃恒温，反应24～28h，得到红色悬浊液体，固液分离，液体为粗品纳米硫化铕/氮共掺杂碳量子点；