一種鋅離子摻雜的黃色熒光的碳量子點(diǎn)的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種巧光納米材料的制備方法，尤其設(shè)及一種鋒離子滲雜的黃色巧光 的碳量子點(diǎn)的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 碳納米材料在過去的幾十年中經(jīng)歷了快速的進(jìn)展，已經(jīng)成為改變并將繼續(xù)改變?nèi)?類生活中最有前途的材料之一。碳量子點(diǎn)由于其具有低毒，光穩(wěn)定性，良好的生物相容性而 受到廣泛的關(guān)注?；谔剂孔狱c(diǎn)優(yōu)異的特性，其可應(yīng)用于光電傳感和生物醫(yī)療。碳量子點(diǎn)不 僅性能優(yōu)異，其制備的方法多種多樣，且簡單易行，并且制備所需原料價格低廉，簡單易得。
[0003] 然而，目前大多數(shù)方法制備的碳量子點(diǎn)巧光顏色比較單一，大多數(shù)為單調(diào)的藍(lán) 色巧光。雖然黃色巧光碳量子點(diǎn)已被報道化iH，化X，KangZ，etal.Water-Soluble FluorescentCarbonQuantumDotsandPhotocatalystDesign[J].AngewandteChemie InternationalEdition, 2010, 49 (26) :4430-4434.)，然而量子產(chǎn)率比較低（低于 20% )， 因此，制備高量子產(chǎn)率的黃色巧光碳量子點(diǎn)仍是一個挑戰(zhàn)。此外，巧光碳量子點(diǎn)優(yōu)越的光學(xué) 性能，穩(wěn)定性及環(huán)境友好性可W使其作為一種新型的巧光材料具有良好的潛在應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種鋒離子滲雜的高量子產(chǎn)率 黃色巧光碳量子點(diǎn)的制備方法，此碳量子點(diǎn)具有很強(qiáng)的黃色巧光和較高的巧光量子產(chǎn)率， 穩(wěn)定性好。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種鋒離子滲雜的黃色巧光碳量子點(diǎn)的制備方法，其具體 步驟如下：
[0006]a.將鋒源，碳源，純化劑，有機(jī)溶劑，置于水熱蓋中；
[0007] b.將水熱蓋置于烘箱，升溫加熱反應(yīng)；
[0008] C.反應(yīng)結(jié)束后停止加熱，冷卻，取出水熱蓋內(nèi)溶液；
[0009] d.將水熱蓋內(nèi)取出的溶液，離心取上清液，旋蒸或烘干得固體粉末，固體
[0010] 超聲溶于水后，經(jīng)透析膜透析，獲得碳量子點(diǎn)水溶液。
[0011] 優(yōu)選步驟a中所述的鋒源為氯化鋒、硝酸鋒、醋酸鋒或硫酸鋒的一種。優(yōu)選步驟a 所述的碳源為一水合巧樣酸、巧樣酸=鋼或巧樣酸錠的一種。優(yōu)選步驟a中純化劑為尿素 或硫脈的一種。優(yōu)選步驟a中溶劑為甲苯、二甲基亞諷或N，N-二甲基甲酯胺的一種。優(yōu)選 步驟a中碳源、鋒源和純化劑的摩爾比為：1: (1-5) :(1-5)。
[0012] 優(yōu)選步驟b中反應(yīng)溫度為180-250°C，反應(yīng)時間為：6-2地。
[0013] 本發(fā)明所制備的碳量子點(diǎn)為無定型結(jié)構(gòu)，具有激發(fā)不依賴的特性，巧光發(fā)射主峰 在560皿~590皿，巧光壽命在5ns~10ns，直徑在化m~6皿，量子產(chǎn)率在35-50%之間。
[0014] 有益效果：
[0015] 1.本發(fā)明所用的原料為商業(yè)品，可保證持續(xù)性的生產(chǎn)供給。
[0016] 2.本發(fā)明整個材料的制備過程具有反應(yīng)條件溫和，方法簡便易行的特點(diǎn)。
[0017] 3.本發(fā)明所制備的具有很強(qiáng)的黃色巧光的碳量子點(diǎn)能夠穩(wěn)定的發(fā)射出黃色巧光， 且量子產(chǎn)率高。
[0018] 4.本發(fā)明提供了一種可W有效提高該類型碳量子點(diǎn)的巧光量子產(chǎn)率的試驗(yàn)方法。
[0019] 5.應(yīng)用本發(fā)明制備的具有高強(qiáng)度藍(lán)綠色巧光的碳量子點(diǎn)經(jīng)噴墨打印所制備的圖 案在紫外燈照射可W發(fā)出明亮的黃色巧光，進(jìn)而可W應(yīng)用于防偽領(lǐng)域。
[0020] 6.本發(fā)明制備的具有高強(qiáng)度黃色巧光的碳量子點(diǎn)還可W用于LED照明領(lǐng)域、太陽 能電池光電轉(zhuǎn)換效率，生物標(biāo)記等領(lǐng)域中。
【附圖說明】
[0021] 圖1為實(shí)施例1制備的碳量子點(diǎn)樣品的TEM圖；
[0022] 圖2為實(shí)施例1制備的碳量子點(diǎn)樣品的巧光發(fā)射光譜（激發(fā)波長：380nm);
[0023] 圖3為實(shí)施例1制備的碳量子點(diǎn)樣品的X畑譜圖；
[0024] 圖4為實(shí)施例1制備的碳量子點(diǎn)樣品的巧光壽命譜圖；
[0025] 圖5為實(shí)施例1經(jīng)噴墨打印所得的圖案在紫外燈下的照化有明亮的黃色巧光。
【具體實(shí)施方式】
[00%] W下通過具體實(shí)施例說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅僅限定于運(yùn)些實(shí)施例。 陽〇27] 實(shí)施例1
[0028] 1碳量子點(diǎn)的制備
[0029]取Immol-水合巧樣酸（CA)，Immol氯化鋒，Immol尿素，IOml甲苯放于15ml水熱 蓋中，設(shè)定水熱條件為20(TC反應(yīng)化。反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離屯、，旋蒸，超聲分散，透析處理得碳量 子點(diǎn)溶液。經(jīng)巧光光譜儀測定主峰在560nm(如圖2所示），半峰寬為IOOnm左右，經(jīng)X射線 衍射儀測定，其譜圖（如圖3所示）顯示出在2 0 = 25°處有一個很寬的（002)峰，進(jìn)一步 證明了白光碳量子點(diǎn)的無定型結(jié)構(gòu)。通過拍攝透射電子顯微鏡（如圖1所示）可W看出， 碳量子點(diǎn)的尺寸均一，并且分散較好。根據(jù)其尺寸分布圖，我們得到碳量子點(diǎn)的平均直徑為 3. 5nm。通過拍攝共聚焦顯微鏡（如圖4所示）可W計算出其巧光壽命為6. 8ns。
[0030] 2噴墨打印
[0031] 取上述制備的碳量子點(diǎn)Img，超聲溶于IOml無水乙醇溶液。利用噴墨打印機(jī)在濾 紙上打印圖案，將印有圖案的濾紙放于紫外燈箱觀察并拍照（如圖5所示）。 陽0巧實(shí)施例2陽03引1碳量子點(diǎn)的制備
[0034] 取Immol-水合巧樣酸（CA)，Immol硝酸鋒，2mmol尿素，IOml甲苯放于15ml水熱 蓋中，設(shè)定水熱條件為200°C反應(yīng)12h。反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離屯、，旋蒸，超聲分散，透析處理得碳 量子點(diǎn)溶液。經(jīng)巧光光譜儀測定主峰在580nm，半峰寬為SOnm左右，經(jīng)X射線衍射儀測定， 其譜圖顯示出在2 0 = 25°處有一個很寬的（002)峰，進(jìn)一步證明了碳量子點(diǎn)的無定型結(jié) 構(gòu)。通過拍攝透射電子顯微鏡可W看出，碳量子點(diǎn)的尺寸均一，并且分散較好。根據(jù)其尺寸 分布圖，我們得到白光碳量子點(diǎn)的平均直徑為3nm。通過拍攝共聚焦顯微鏡可W計算出其巧 光壽命為6. 5ns。
[0035] 2噴墨打印
[0036] 取上述制備的碳量子點(diǎn)Img，超聲溶于IOml無水乙醇溶液。利用噴墨打印機(jī)在濾 紙上打印圖案，將印有圖案的濾紙放于紫外燈箱觀察并拍照。
[0037] 實(shí)施例3
[0038] 1碳量子點(diǎn)的制備
[0039] 取Immol-水合巧樣酸（CA)，3mmol氯化鋒，2mmol尿素，IOmlN，N-二甲基甲酯胺 放于15ml水熱蓋中，設(shè)定水熱條件為250°C反應(yīng)化。反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)離屯、，旋蒸，超聲分散， 透析處理得碳量子點(diǎn)溶液。經(jīng)巧光光譜儀測定主峰在580nm，半峰寬為75nm左右，經(jīng)X射線 衍射儀測定，其譜圖顯示出在2 0 = 25°處有一個很寬的（002)峰，進(jìn)一步證明了碳量子點(diǎn) 的無定型結(jié)構(gòu)。通過拍攝透射電子顯微鏡可W看出，碳量子點(diǎn)的尺寸均一，并且分散較好。 根據(jù)其尺寸分布圖，我們得到碳量