兩親性碳納米點及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種兩親性碳納米點及其制備方法與應(yīng)用，屬于納米發(fā)光材料【技術(shù)領(lǐng)域】。解決了現(xiàn)有技術(shù)中碳納米點表面只具備親水基團或者親油基團的技術(shù)問題。本發(fā)明的兩親性碳納米點表面具有親水基團和親油基團，其中，親水基團為氨基、酰胺基、羧基、巰基或者羥基；親油基團為烷烴基、烯烴基或者芳香烴基。本發(fā)明的碳納米點在非極性和極性溶劑中都具有良好的穩(wěn)定性和溶解性，溶解在不同的溶劑中，可以表現(xiàn)出不同的形態(tài)和熒光特性，能夠廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物和材料科學(xué)領(lǐng)域，且該碳納米點制備方法簡單、價格低廉；將碳納米點溶于非極性溶劑中，可以用作熒光墨水，書寫的文字或圖案，在噴霧后，紫外光照射下可以顯現(xiàn)。
【專利說明】兩親性碳納米點及其制備方法與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及納米發(fā)光材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種兩親性碳納米點及其制備方法 與應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 碳納米點（Carbon dots，⑶s)是一種可發(fā)光的碳納米材料，與半導(dǎo)體量子點和有 機染料相比，具有分子量低、粒徑小、熒光穩(wěn)定性高、無光閃爍、激發(fā)光譜寬而連續(xù)、發(fā)射波 長可調(diào)諧、生物相容性好、毒性低等優(yōu)點，在生物分子標記、活體成像、傳感、光電等領(lǐng)域具 有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，碳納米點表面或全部為親水性基團，或全部為親油性基團，即現(xiàn)有技 術(shù)中的碳納米點為親水性碳納米點，或為親油性碳納米點，導(dǎo)致其只能溶于單一性溶劑中。 對于碳納米點，有效溶劑選擇的單一性大大限制了碳納米點的應(yīng)用范圍。因此，開發(fā)出兩親 性碳納米點，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域的意義重大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種兩親性碳納米點及其制備方法 與應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明的兩親性碳納米點表面具有親水基團和親油基團。
[0006] 優(yōu)選的是，所述親水基團為氨基、酰胺基、羧基、巰基和羥基中的一種或幾種。
[0007] 優(yōu)選的是，所述親油基團為烷烴基、烯烴基和芳香烴基中的一種或幾種。
[0008] 優(yōu)選的是，所述烷烴基的碳原子數(shù)為1-36,烯烴基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1-36,芳香 烴基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1-36。
[0009] 優(yōu)選的是，所述兩親性碳納米點在強極性有機溶劑中分散為尺寸為l-5nm的納米 顆粒。
[0010] 優(yōu)選的是，所述兩親性碳納米點在水中自組裝成納米尺寸囊泡。
[0011] 優(yōu)選的是，所述兩親性碳納米點在中極性有機溶劑中自組裝成空心納米管。
[0012] 優(yōu)選的是，所述兩親性碳納米點在非極性有機溶劑中自組裝為微納米尺寸的實心 球聚集體。
[0013] 本發(fā)明還提供上述兩親性碳納米點的制備方法：將水溶性碳納米點表面部分親水 基團功能化成親油基團。
[0014] 本發(fā)明還提供上述兩親性碳納米點作為熒光墨水的應(yīng)用，包括以下步驟：
[0015] (1)將兩親性碳納米點溶于非極性溶劑中，得到墨水；
[0016] (2)用墨水書寫字跡或圖案；
[0017] (3)用噴霧裝置噴灑書寫的字跡或圖案，在紫外燈下，字跡或圖案顯現(xiàn)熒光。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0019] 1、本發(fā)明制備的碳納米點在非極性和極性溶劑中都具有良好的穩(wěn)定性和溶解性， 溶解在不同的溶劑中，可以表現(xiàn)出不同的形態(tài)和熒光特性，能夠廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物和材 料科學(xué)領(lǐng)域；
[0020] 2、本發(fā)明制備的碳納米點制備方法簡單、價格低廉；
[0021] 3、本發(fā)明的碳納米點溶于非極性溶劑中，可以用作熒光墨水，書寫的文字或圖案， 在噴霧后，紫外光照射下可以顯現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1中，（a)為日光照射下實施例2的兩親性碳納米點溶解在甲苯中的照片，（b) 為日光照射下實施例2的兩親性碳納米點溶解在水中的照片，（c)為紫外光照射下實施例2 的兩親性碳納米點溶解在甲苯中的照片，（d)為紫外光照射下實施例2的兩親性碳納米點 溶解在水中的照片；
[0023]圖2為本發(fā)明實施例2的兩親性碳納米點溶解在乙醇（a)，水（b)，四氫呋喃（c)， 和甲苯（d)中的原子力顯微鏡照片；
[0024] 圖3為本發(fā)明實施例2的兩親性碳納米點在不同溶劑中的吸收光譜特性；
[0025] 圖4為本發(fā)明實施例2的兩親性碳納米點在不同溶劑中的熒光光譜特性；
[0026] 圖5為本發(fā)明實施例2的兩親性碳納米點溶解在水中，不同激發(fā)波長下的熒光光 譜特性；
[0027] 圖6為本發(fā)明實施例2的兩親性碳納米點在不同溶劑中的熒光壽命特性；
[0028] 圖7為本發(fā)明實施例2的水溶性碳納米點和兩親性碳納米點的核磁共振氫譜圖；

【權(quán)利要求】
1. 兩親性碳納米點，其特征在于，碳納米點表面具有親水基團和親油基團。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩親性碳納米點，其特征在于，所述親水基團為氨基、酰胺 基、竣基、疏基和輕基中的一種或幾種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩親性碳納米點，其特征在于，所述親油基團為烷烴基、烯烴 基和芳香烴基中的一種或幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩親性碳納米點，其特征在于，所述烷烴基的碳原子數(shù)為 1-36,烯烴基的碳原子數(shù)為1-36,芳香烴基的碳原子數(shù)為1-36。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩親性碳納米點，其特征在于，所述兩親性碳納米點在強極 性有機溶劑中分散為尺寸為l_5nm的納米顆粒。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩親性碳納米點，其特征在于，所述兩親性碳納米點在水中 自組裝成納米尺寸囊泡。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩親性碳納米點，其特征在于，所述兩親性碳納米點在中極 性有機溶劑中自組裝成空心納米管。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩親性碳納米點，其特征在于，所述兩親性碳納米點在非極 性溶劑中自組裝為微納米尺寸的實心球聚集體。
9. 權(quán)利要求1-8任何一項所述的兩親性碳納米點的制備方法，其特征在于，將水溶性 碳納米點表面部分親水基團功能化成親油基團。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-8任何一項所述的兩親性碳納米點作為熒光墨水的應(yīng)用，其特征 在于，包括以下步驟： (1) 將兩親性碳納米點溶于非極性溶劑中，得到墨水； (2) 用墨水書寫字跡或圖案； (3) 用噴霧裝置噴灑書寫的字跡或圖案，在紫外燈下，字跡或圖案顯現(xiàn)熒光。
【文檔編號】C09D11/50GK104327851SQ201410479599
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月18日
【發(fā)明者】曲松楠, 婁慶 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所