[发明专利]一种双峰发射碳量子点及其制备方法和应用

说明书

本发明属于荧光材料技术领域，具体涉及一种双峰发射碳量子点及其制备方法和应用。本发明提供的碳量子，以质量百分含量计，包括N 20～22％，O 27～28％，Cu 1.2～1.5％和余量的C。本发明以N和Cu进行掺杂，得到了具有荧光强度高，且双峰发射的碳量子点。实施例结果表明，本发明提供的碳量子点经340nm的紫外光激发后，在400～450nm和460～500nm处有荧光发射，分别为紫光和蓝光，为典型的双峰发射碳量子点。

技术领域

本发明属于荧光材料技术领域，具体涉及一种双峰发射碳量子点及其制备方法和应用。

背景技术

碳量子点作为新兴的“零维”碳纳米材料，被认为是发光材料界的新星。碳量子点因具有优异的水溶性、化学惰性、低毒性、易于官能团化、抗光漂白能力及可调控的光学特性，使其在分析检测、光催化、发光二极管、活体成像及细胞标记等领域具有应用前景，因此得到了研究学者的广泛关注。

碳量子点的制备已经发展的较为成熟，如中国专利CN201710977580.3、CN201810440595.0和CN201811599749.7就分别公开了碳量子点以及对应的制备方法，但上述方法得到的均为单峰发射荧光材料；双峰发射的碳量子点较少，仅见CN201610757716.5公开报道。因此，研发更多的具有双峰发射性能的碳量子点仍是具有极大意义的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双峰发射碳量子点，本发明提供的碳量子点经340nm的紫外光激发后，在400～450nm和460～500nm处有荧光发射，为典型的双峰发射碳量子点。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种双峰发射碳量子点，以质量百分含量计，包括N 20～22％，O 27～28％，Cu 1.2～1.5％和余量的C。

优选的，所述双峰发射碳量子点中的化学键包括C＝N、C-N-C、N-(C)₃、H-N-(C)₂和N-Cu-N。

优选的，所述双峰发射碳量子点为准球形，粒径为1.5～4.0nm。

优选的，所述双峰发射碳量子点经紫外光照射后，在400～450nm和460～500nm处有荧光发射。

本发明提供了上述技术方案所述双峰发射碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

将含氮碳源、铜盐和溶剂混合，得到反应混合液；

将所述反应混合液进行溶剂热反应，得到反应粗产物；

将所述反应粗产物依次经过滤、去溶剂、水分散和透析，得到双峰发射碳量子点。

优选的，所述含氮碳源包括甘氨酸、聚乙烯亚胺、尿素、葡萄糖胺、邻苯二胺、多巴胺、叶酸、谷氨酸和苯丙氨酸中的一种或几种；

所述铜盐包括醋酸铜、硝酸铜、硫酸铜和氯化铜中的一种或几种。

优选的，所述含氮碳源与铜盐的质量比为(0.01～5):(0.01～5)。

优选的，所述溶剂热反应的温度为100～280℃，时间为0.5～48h。

优选的，所述透析用透析膜的截留分子量为500～12000Da，透析时间为6～72h。

本发明提供了上述技术方案所述的双峰发射碳量子点或上述技术方案所述制备方法制备得到的双峰发射碳量子点在抗坏血酸荧光传感器或细胞成像领域中的应用。