[发明专利]一种固态光致发光石墨烯量子点的制备方法

说明书

本发明涉及一种固态光致发光石墨烯量子点的制备方法，包括：将三聚氰胺、前驱体与溶剂混合均匀，形成反应液；其中，前驱体为邻苯二胺、间苯二胺、葡萄糖、二甲氨基甲硼烷中的一种或几种；将反应液加热进行水热反应，冷却至室温，最后过滤、干燥，得到固态光致发光石墨烯量子点。本发明在室温环境下受紫外光激发时发出明亮的黄绿色荧光；在紫外光激发停止后，仍能持续发出肉眼可辨的绿色磷光或延迟荧光，其衰减寿命可达500ms以上，肉眼可分辨时间可达10s以上。

技术领域

本发明属于光致发光材料领域，特别涉及一种固态光致发光石墨烯量子点的制备方法。

技术背景

高性能石墨烯量子点的设计和制造已经取得了巨大进展，但是，迄今为止，几乎所有报道的石墨烯量子点都涉及溶液中的荧光。由于处于聚集状态的石墨烯量子点之间的共振能量转移和直接的π-π相互作用，固态石墨烯量子点通常表现出严重的自猝灭现象。因此，开发固态光致发光石墨烯量子点面临的严峻挑战吸引了众多研究人员的兴趣。

目前，虽然具有一些室温固态光致发光的石墨烯量子点的报道，但是绝大部分是将石墨烯量子点固定在固态矩阵中(如聚合物基质、无机盐基质等)，利用固态矩阵的空间限制作用和隔绝氧气作用来减弱三线态激子的猝灭，从而实现固态光致发光。但是这同时也限制了该材料的最终形态，极大的限制了固态光致发光石墨烯量子点材料的应用。而无基质辅助的石墨烯量子点在聚集态下极易发生荧光猝灭，衰减寿命极短。因此，迫切需要制备无基质辅助的固态光致发光石墨烯量子点，在没有固态基质复合的情况下获得长寿命的固态光致发光，进而更适应实际应用的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种固态光致发光石墨烯量子点的制备方法，该方法制备得到的固态光致发光石墨烯量子点在室温环境下受紫外光激发时发出明亮的黄绿色荧光；在紫外光激发停止后，仍能持续发出肉眼可辨的绿色磷光或延迟荧光，其衰减寿命可达 500ms以上，肉眼可分辨时间可达10s以上。

本发明提供了一种固态光致发光石墨烯量子点的制备方法，包括：

将三聚氰胺、前驱体与溶剂混合均匀，形成反应液；其中，前驱体为邻苯二胺、间苯二胺、葡萄糖、二甲氨基甲硼烷中的一种或几种；将反应液加热进行水热反应，冷却至室温，最后过滤、干燥，得到固态光致发光石墨烯量子点。

所述三聚氰胺的浓度为10mg/mL～100mg/mL；前驱体的浓度为0.01mg/mL～10mg/mL。

所述溶剂为水、乙醇、甲醇、乙酸、丙酮、DMF、四氯甲烷中的一种或几种。

所述加热方式为反应釜高温加热或微波加热。

所述反应釜高温加热温度为150～200℃，加热时间为24～72h；所述微波加热采用的微波反应器的功率为400～700W，反应时间为3～20min。

所述过滤为真空抽滤、错流过滤、超滤中的一种或几种。

优选地，过滤膜孔径大小为0.2～0.45μm；优选地，错流过滤方式中所用有机膜的分子截留量为500～3500Da。

所述干燥为冷冻干燥、旋转蒸发、真空干燥、喷雾干燥中的一种或几种。

所述得到的固态光致发光石墨烯量子点为C＝C键、C-C键、C-N键、C＝N键、C＝O键、C-O键中的一种或几种，粒径分布范围为1-10nm。

优选的，所述固态光致发光石墨烯量子点在室温空气环境下受紫外光激发能够发射出明亮的黄绿色荧光，且在紫外光激发后，还能够发射出肉眼可辨的绿色磷光和延迟荧光，所述无基质辅助的石墨烯量子点固态光致发光材料的衰减寿命可达500ms以上，肉眼分辨时间为 10s以上；优选地，所述紫外激发光的波长为300～400nm。

所述得到的固态光致发光石墨烯量子点用于防伪领域尤其是防伪油墨领域。