[发明专利]一种规模化固态绿色荧光碳纳米点及其制备方法

说明书

本发明公开了一种规模化固态绿色荧光碳纳米点的制备方法，属于荧光碳纳米点材料技术领域。包括以下步骤：将碳源和分散剂均匀分散于水溶剂中，加入无机晶体，混合均匀后，于100～200℃进行微波反应3～30min，即得所述碳纳米点；所述无机晶体为氢氧化钾或柠檬酸钾。本发明通过氢氧化钾或柠檬酸钾等无机晶体的引入，成功抑制了碳点本身固态下荧光猝灭的问题，实现了原位限域生长固态发光碳纳米点，该碳点在固态下的绿色荧光，其荧光效率最高可达75.9％。

技术领域

本发明属于荧光碳纳米点材料技术领域，具体涉及一种规模化固态绿色荧光碳纳米点及其制备方法。

背景技术

荧光粉，即在光照下能够发出荧光的一类物质，其在我们的生活中随处可见，尤其在照明领域，荧光粉发挥着极其重要的作用。目前，用于灯光照明使用的荧光粉主要为稀土荧光粉，然而，稀土荧光粉也面临着价格昂贵，环境污染，回收成本高，发光波长难以调节等突出问题，随着人们对灯光照明的需求的逐步提高，这就使得人们急需发展一种绿色低成本的稀土荧光粉的替代品。

荧光碳纳米点(碳点)作为一种新型的纳米荧光材料，其自身具有发光效率高，发光波长易于调节，制备方法简单，成本低，毒性低，可降解无污染等突出优势，这也使得制备基于碳点荧光粉的绿色环保光源成为可能。目前，已经有许多关于碳点的研究，在碳点的发展中，一个关键问题是碳点在固态下的荧光猝灭，这也直接制约了碳点在固态照明领域的应用。因此，如何实现快速大规模地制备高发光效率的固态碳点荧光粉，是发展碳点基绿色环保照明的重中之重。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种规模化固态绿色荧光碳纳米点的制备方法，该方法解决碳点固态下荧光猝灭，难以实现快速大规模制备的问题。

本发明第一个目的是提供一种规模化固态绿色荧光碳纳米点的制备方法，包括以下步骤：将碳源和分散剂均匀分散于水溶剂中，加入无机晶体，混合均匀后，于100～200℃进行微波反应3～30min，即得所述碳纳米点；

所述无机晶体为氢氧化钠、柠檬酸钠、氢氧化钾或柠檬酸钾。

优选的，所述微波反应功率为700～800W，升温速率为7.5-17.5K/s，微波波长为2.45GHz。

优选的，所述碳源和分散剂质量比为1:1.5～2.5。

更优选的，所述碳源为柠檬酸。

更优选的，所述分散剂为尿素。

优选的，所述无机晶体与所述碳源的质量比为1:0.4～0.8。

优选的，所述微波反应过程中采用微波炉或微波反应器。

本发明第二个目的是提供一种规模化固态绿色荧光碳纳米点。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的制备方法通过氢氧化钾或柠檬酸钾等无机晶体的引入，成功抑制了碳点本身固态下荧光猝灭的问题，实现了原位限域生长固态发光碳纳米点，该碳点在固态下的绿色荧光，其荧光效率最高可达75.9％；

本发明提供的制备方法能够实现荧光碳点的快速大规模制备，该方法中，可一次性实现13g样品的制备，且其制备时间仅需要约10min，进一步增大反应容器可实现碳点粉末产量的成倍增长；

本发明提供的制备方法制备的绿色碳点具有70％的高产率；

本发明提供的制备方法方法制备的碳点具有很强的光照稳定性，在持续光照72小时后，其发光强度仅下降3.3％。

附图说明

图1为实施例提供的规模化固态绿色荧光碳纳米点制备方法流程示意图。

图2为实施例1～3中所得到碳纳米点在日光下以及紫外灯照射下的照片；