[发明专利]一种结晶诱导橙红色发光固态碳点的制备方法

说明书

本发明涉及纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种结晶诱导橙红色发光固态碳点的制备方法。该制备方法包括如下步骤：(1)将称量的邻苯二甲酸和硫脲药品充分溶解到N,N‑二甲基甲酰胺溶剂或乙醇溶剂中，得溶液；(2)将步骤(1)得到的溶液进行微波反应；(3)将步骤(2)得到的反应溶液使用去离子水进行提纯；(4)将提纯的沉积物烘干、研磨，得固态碳点粉末。该制备方法的固态发光量子产率达17％，具有溶剂用量少、制备工艺简单、可重复性高的优点。

技术领域

本发明涉及纳米材料制备技术领域，尤其涉及一种结晶诱导橙红色发光固态碳点的制备方法。

背景技术

碳点(CDs)是近年来发现的一种新型碳材料，由于其独特的光学、化学和物理特性而得到了广泛的研究。作为传统的半导体量子点和有机染料最有前途的替代，碳点不仅保持了碳材料毒性小、生产成本低、生物相容性好等优点，还拥有发光范围可调、光稳定性好、易于功能化等优势。故在传感器、光催化、LED、指纹识别等领域有着良好的应用前景。

然而，多数制备的碳点仅在溶液态发光，干燥溶液后因聚集诱导猝灭导致在固态下不发光或者发出微弱的荧光，即光减弱。为了拓展此类材料在LED和显示等领域的实际应用，固态时优异的发光性能成为这些材料的瓶颈之一。

目前，复合制备(多数采用二步法)是多数研究者采用的制备固态发光碳点的方法，借助PVA/PVP、无机化合物、硅烷类材料甚至MOF等多孔材料进行发光碳点的包覆，实现“限域”作用。尽管碳点发光性能得以保护，同时又带来了新的问题，如发光性能改变，二次复合增加了工艺的复杂程度，复合引入新的机理问题等。另外，现有多数碳点发光为蓝绿色，长波长区的红色发光碳点材料较少，即使已经发现了红色发光的碳点，它们的荧光量子产率(FLQYs)也远远低于前期蓝绿光区的碳点。所以，高效红色发光碳点及碳点复合材料的制备也是目前碳点发光材料领域急需突破的课题之一，这也限制了这些材料在生物成像、WLED以及显示等方面的应用推广。

显然，一步合成固态高效发光碳点将节约制备该类材料的时间成本，缩短工艺流程，减少二次复合带来的不确定因素。而直接获得固态碳点材料的高产率橙红色发光更能为该类材料的应用推广提供现实的可能性。目前,尚未有高产率橙红色发光碳点材料制备的相关报导。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结晶诱导橙红色发光固态碳点的制备方法，固态发光量子产率达17％，具有溶剂用量少、制备工艺简单、可重复性高的优点，弥补了现有固态发光碳点大多只发蓝绿光的局限，解决了现有技术中存在的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种结晶诱导橙红色发光固态碳点的制备方法,包括如下操作步骤：

(1)将一定摩尔配比的邻苯二甲酸和硫脲药品充分溶解到N,N-二甲基甲酰胺溶剂或乙醇溶剂中，得溶液；

(2)将步骤(1)得到的溶液进行微波加热反应；

(3)将步骤(2)得到的反应溶液使用去离子水进行提纯；

(4)将步骤(3)提纯得到的沉积物烘干、研磨，得固态碳点粉末。

进一步地，步骤(1)所述邻苯二甲酸和硫脲药品的摩尔比为(2-10):5；溶剂优选N,N-二甲基甲酰胺溶剂；步骤(1)采用超声的方式进行充分溶解。

进一步地，步骤(1)溶剂用量为10-20mL。

进一步地，步骤(2)微波加热反应功率为640-800W，反应时间2min-3min。

进一步地，步骤(3)提纯方式为超声搅拌后离心、去除上清液；步骤(3)提纯操作至少重复三次。

进一步地，离心操作条件为10000rpm-12000rpm离心3min-5min。