[发明专利]一种具有液晶特性的发光碳点及其制备方法

权利要求书

1.一种具有液晶特性的发光碳点，其特征在于，其包括刚性含碳内核和该含碳内核表面修饰的柔性链，其中：

所述刚性含碳内核为有机酸和有机胺发生溶剂热反应得到的表面含有羟基基团、氨基基团和羧基基团的纳米粒子；所述柔性链为碳数为碳数为8～22的烷氧基链；

该发光碳点中所述刚性含碳内核与其表面修饰的柔性链共同作用，使得该发光碳点同时具有液晶特性和本体发光特性，所述发光碳点的液晶相温度区间能够通过调控所述含碳内核的结晶度、柔性链的长度和柔性链的种类中的一种或多种进行调控；且所述发光碳点的发光颜色能够通过调控所述含碳内核的粒径大小和/或组成而进行调控；

所述的发光碳点的制备方法，包括如下步骤：

(1)将有机酸和有机胺溶解于第一溶剂中，升温发生溶剂热反应，反应得到的产物经分离提纯，得到刚性含碳内核；所述有机酸与有机胺的摩尔比为1:1.5～1:4；所述溶剂热反应在100℃～320℃下进行5～10小时；

(2)对步骤(1)得到的含碳内核通过酯化反应进行所述柔性链的修饰，得到所述发光碳点；具体包括如下子步骤：将步骤(1)得到的刚性含碳内核与长链醇溶解在第二溶剂中，并加入第一催化剂，在60～70℃下进行酯化反应，得到含柔性链的发光碳点粗产物，分离提纯后得到所述发光碳点；其中，所述长链醇的结构式为其中y的取值为8～22。

2.如权利要求1所述的发光碳点，其特征在于，所述含碳内核的结晶度大于或等于80％。

3.如权利要求1所述的发光碳点，其特征在于，所述发光碳点的粒径为4～10nm，所述含碳内核的粒径为2～7nm；所述含碳内核的荧光发射颜色为蓝色或绿色；该发光碳点的液晶相温度区间在14～150℃内可调。

4.如权利要求1所述的发光碳点，其特征在于，所述有机酸选自柠檬酸、聚丙烯酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、均苯三甲酸、氨基酸、3,5-二羟基苯甲酸和油酸的一种或多种的组合；其中所述氨基酸选自甘氨酸、L-半胱氨酸和L-脯氨酸的一种或多种的组合；所述有机酸中氨基与羧基基团的总数≥2；

所述有机胺选自乙二胺、1,3-丙二胺、二苯胺、对苯二胺、邻苯二胺、间苯二胺和2,3-二氨基萘中的一种或多种的组合；所述有机胺中氨基基团的数量≥2。

5.如权利要求1所述的发光碳点，其特征在于，步骤(1)所述第一溶剂选自水、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺、甲醇和甲苯中的一种或多种的组合。

6.如权利要求1所述的发光碳点，其特征在于，步骤(2)所述第二溶剂为二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮和四氢呋喃中的一种或几种的混合物；所述第一催化剂为氯化亚砜、二环己基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶混合物、二异丙基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶的混合物或1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶的混合物。