[发明专利]一种碳量子点荧光双网络水凝胶及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种碳量子点荧光双网络水凝胶，其特征在于，以琼脂/聚丙烯酰胺双网络水凝胶为基体，碳量子点键合在所述琼脂/聚丙烯酰胺双网络水凝胶；所述碳量子点以一水合柠檬酸为碳源，尿素为氮源，经一步水热反应后，过滤，透析，干燥得到粒径分布在2-10 nm的碳量子点；所述尿素与柠檬酸质量比为1~3:1，所述水热反应温度为100-140℃，反应时间4-8小时。

2.权利要求1所述的碳量子点荧光双网络水凝胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）将琼脂、丙烯酰胺、交联剂、光引发剂溶于去离子水后，搅拌均匀，形成第一溶液；

（2）将第一溶液油浴加热，待琼脂完全溶解，形成第二溶液；

（3）将第二溶液注入模具内，紫外固化成型，形成琼脂/聚丙烯酰胺双网络水凝胶；

（4）将琼脂/聚丙烯酰胺双网络水凝胶浸泡在碳量子点溶液中，得到琼脂/聚丙烯酰胺/碳点高强度荧光双网络水凝胶。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述琼脂浓度为0-20mg/mL，琼脂凝胶强度为1000-1200g/cm³，丙烯酰胺浓度为2-10mol/L，所述交联剂的用量为丙烯酰胺质量分数的0.005%-0.1wt%，所述光引发剂的用量为丙烯酰胺摩尔分数的0-1mol%。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，所述光引发剂为2-羟基-4’-（2-羟乙氧基）-2-甲基苯丙酮。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中油浴的温度为90-95℃，油浴前先通入氮气5-15min；所述步骤（3）中紫外固化的紫外波长为365nm，紫外光强度为8-12w，反应时间为1-3h，反应在暗箱中进行；所述步骤（4）中浸泡时间为12-48h。

6.权利要求1所述碳量子点荧光双网络水凝胶在检测水中金属离子的应用；所述金属离子为Ag⁺、Ba²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Cr³⁺、Fe³⁺。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述应用为将所述碳量子点荧光双网络水凝胶浸泡在待检测水中；浸泡后测量水凝胶的荧光强度。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述碳量子点荧光双网络水凝胶荧光强度对三价铁离子Fe³⁺的浓度在80-160μM内呈现线性关系。