[发明专利]一种MXene量子点荧光增强的方法

说明书

本发明涉及荧光增强应用领域，具体涉及一种MXene量子点荧光增强的方法。具体步骤为：先将体积分数为30％的H₂O₂加入到浓度为0.1mg/mL的MQDs溶液中；再将MQDs溶液超声4‑6分钟使之均匀混合,命名为H‑MQDs。衍生自二维MXene材料的量子点(MQDs)不仅保留了原始MXene层状材料的优异电导率、温度和化学稳定性，而且还展现出了良好的水溶性和光致发光性能，使得MQDs在生物成像等领域具有极大的应用潜力。通过水热和碱回流方法均可制备MQDs，不论用哪种方法制备的MQDs，均可使用双氧水(H₂O₂)处理来改变MQDs的表面态，从而提高其荧光发射能力。

技术领域

本发明涉及荧光增强应用，具体涉及MXenes(如：Ti₃C₂)量子点荧光增强的方法，属于半导体材料领域。

背景技术

近来，一种由过渡金属碳或氮化物形成类似石墨烯的新型层状二维陶瓷材料-MXene，受到了科学家们的广泛关注。因为它不仅具有很强的导电性，而且因为制备过程中修饰的-F以及-OH基团赋予了纳米片极好的亲水性，使得MXene将金属导电性和亲水性集于一身，具有非常广阔的应用前景。

零维的MXene材料即MXene量子点(MQDs)，其在保留了原二维MXene层状材料优异的导电性和水溶性的同时，还由于量子尺寸效应，表现出很多异于其他材料的优良特性，如独特的光学性质和电学性质。

目前通过水热、碱回流方法可以制备MQDs，该MQDs有许多优点，如实验操作安全简单，反应条件温和、不涉及危险性强酸等。但是，存在荧光量子产率低、荧光发射性能差以及实际应用困难的问题，目前尚缺乏对MQDs光致发光能力增强的有效方法。

发明内容

MQDs表面含有大量氧官能团，其众多物理性能会受到表面/边缘缺陷态的影响，尤其是其荧光特性与表面缺陷态有极大的关系。基于此，本发明旨在提供一种新的荧光增强方案。采用一种简单的表面处理方法，即使用双氧水(H₂O₂)来改变MQDs表面态，并评估其荧光发光性能。

一种MXene量子点荧光增强的方法，具体步骤为：

步骤1.将体积分数为30％的H₂O₂加入到浓度为0.1mg/mL的MQDs溶液中；

步骤2.将步骤1得到的溶液超声4-6分钟使之均匀混合,将得到的MQDs命名为H-MQDs。

进一步地，步骤1所述H₂O₂与MQDs溶液的体积比为0.004-0.006。

进一步地，采用水热法制备MQDs溶液，制备步骤为：

1)：将Ti₃AlC₂粉末加入一定浓度的HF水溶液中，HF水溶液选择性地将其中的Al元素刻蚀掉，得到MXene材料。

2)：取一定量的MXene材料，加入去离子水进行溶解，并进行超声处理使得溶液均匀透明无沉淀。

3)：将步骤2得到的澄清溶液放入高压釜中反应。

4)：将反应所得的溶液用过滤膜进行过滤，即可得到Ti₃C₂ MQDs水溶液(0.1mg/mL)。

进一步地，所述步骤3)中反应釜温度设定为120℃，反应时间为6h；所述步骤4)过滤膜孔径为220nm。

进一步地，采用碱回流法制备MQDs溶液，制备步骤为：

1)：将Ti3AlC2粉末加入一定浓度的HF水溶液中，HF水溶液选择性地将其中的Al元素刻蚀掉，得到MXene材料。