[发明专利]一种蓝色室温磷光碳点及其制备方法

说明书

本发明公开了一种蓝色室温磷光碳点及其制备方法，属于发光碳材料技术领域。它将聚丙烯酸、3‑氨丙基三甲氧基硅烷与去离子水均匀混合，转移至反应釜中进行水热反应，反应结束后透析，将所得透析液与氨水、正硅酸四乙酯进行回流包硅处理，再经透析得水溶性良好的室温磷光碳点，其激发波长范围为290～400nm，荧光发射峰随激发波长变化在410nm至440nm间可调，磷光持续时间可达30s。本发明的方法简单易行、绿色环保，所需原料易于获取，合成过程无需添加有毒试剂，方便安全，合成的室温磷光碳点性能稳定，并且具有磷光强度强，磷光时间长等优良性质。

技术领域

本发明属于发光碳材料技术领域，具体涉及一种蓝色室温磷光碳点及其制备方法，可用于生物标记、生物传感和生化分析等。

背景技术

近年来，碳点作为一种新型的荧光纳米材料，不仅耐光漂白、波长可调，具有良好的光学性能，而且能够实现表面功能化以提高生物相容性，在活体成像、荧光探针、光催化等领域展现出极大的应用潜力。尽管先前的研究已经广泛地探索了碳点的光致发光特性，但其磷光和延迟荧光性能却较少研究。室温磷光碳点作为一种新兴余辉材料，由于其制备成本较低、生物相容性好及磷光易激活等优点，可弥补传统余辉材料的不足。尤其是，利用磷光的发光寿命长，可有效消除背景荧光干扰，实现高信噪比检测，在生物成像和离子检测中有广阔的应用前景。

此外，碳点的前驱体和制备方法的多样性使其在磷光特性调控(如实现多种发射和刺激响应)方面具有更多的可能性。但现有的室温磷光碳点的制备方法较少且大多存在以下问题：1.磷光性能较差(磷光峰较宽、多个磷光峰、磷光强度低、磷光时间短等)；2.难以产生室温磷光，往往需要低温激活；3.大多数室温磷光材料在无水固体状态下都表现出磷光的特征，有水时磷光变弱或消失。因此室温磷光碳点及其制备方法仍具有很大的研究前景。

通过检索，尚未发现与本发明相关的专利公开文献。

发明内容

针对现有技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种蓝色室温磷光碳点及其制备方法。

所述的一种蓝色室温磷光碳点及其制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将聚丙烯酸PAA、3-氨丙基三甲氧基硅烷APTES与去离子水均匀混合后，转移至高压水热反应釜的聚四氟乙烯内衬中，反应后自然冷却至室温，经透析得到碳点透析液；

(2)在步骤(1)得到的的碳点透析液中加入氨水、正硅酸四乙酯TEOS，并在一定温度下进行回流包硅处理，回流一定时间后，自然冷却至室温，再进行透析后得到蓝色室温磷光碳点。

所述的一种蓝色室温磷光碳点及其制备方法，其特征在于步骤(1)中聚丙烯酸为50％的聚丙烯酸水溶液，平均分子量～3000，聚丙烯酸与3-氨丙基三甲氧基硅烷体积比为0.46～1.38：0.5～4.5。

所述的一种蓝色室温磷光碳点及其制备方法，其特征在于步骤(1)中聚丙烯酸、3-氨丙基三甲氧基硅烷的总体积与去离子水的体积比为1.19～5.88:24～80。

所述的一种蓝色室温磷光碳点及其制备方法，其特征在于步骤(1)中的水热反应温度为180～220℃，反应时间为6～24h。

所述的一种蓝色室温磷光碳点及其制备方法，其特征在于步骤(1)、步骤(2)中，所述透析袋的截留分子量为3500Da，每次透析的时间为48～72h。

所述的一种蓝色室温磷光碳点及其制备方法，其特征在于步骤(2)中回流温度为85～110℃，反应时间为3～8h，加入氨水、TEOS的量与步骤(1)所得的碳点透析液的体积比为1～4:5～15:30～85。

所述的一种蓝色室温磷光碳点及其制备方法，其特征在于，由该方法制备的蓝色室温磷光碳点，激发波长范围为290～400nm，发射峰随激发波长变化在410nm至440nm间可调，磷光持续时间为25-35s。