本發(fā)明屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有雙發(fā)光中心熒光碳點的制備方法。

背景技術(shù)：

由于良好的水溶性、易于表面功能化、良好的生物相容性和優(yōu)異的光致發(fā)光等特性，熒光碳點，特別是多色熒光發(fā)射的碳點，在生物檢測、熒光標(biāo)記、藥物載體、熒光傳感器、光催化、太陽能轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。長期以來，熒光碳點多是單色藍(lán)光、綠光等為主，很難獲得多色可調(diào)的熒光發(fā)射。最近研究發(fā)現(xiàn)，通過控制氮、氧在熒光碳點中的含量及結(jié)合方式能夠獲得具有更長波長發(fā)光的碳點，如黃光、橙光、紅光碳點等。但是，已有控制氮、氧在熒光碳點中含量的方法及結(jié)合方式不僅需要選擇特定結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子進(jìn)行制備，還需要嚴(yán)格設(shè)計實驗條件，因此，當(dāng)前多色熒光碳點的制備成本很高，以至于限制了它們的廣泛應(yīng)用。無機(jī)鹽價格低廉并易于獲得，用它調(diào)節(jié)熒光碳點中的成分來實現(xiàn)多色熒光發(fā)射有望大幅降低產(chǎn)品成本，但是，目前仍缺少相應(yīng)的有效方法。

具有雙色發(fā)光中心的熒光材料可預(yù)見在比色熒光探針領(lǐng)域具有十分重要的應(yīng)用。但是目前比色熒光探針多是通過復(fù)合兩種不同發(fā)光顏色或波長的材料而得到的，這種方式獲得比色熒光探針不僅合成效率低、過程繁瑣，而且成本高、不易復(fù)制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在克服當(dāng)前多色熒光碳點制備成本高、比色熒光探針合成效率低、成本高、不易復(fù)制等缺點，公開一種利用無機(jī)鹽調(diào)節(jié)碳點成分的具有雙發(fā)光中心熒光碳點的制備方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

具有雙發(fā)光中心熒光碳點的制備方法采用以下步驟：

(1)取m毫升用雙氧水刻蝕煤制備獲得的藍(lán)光發(fā)射熒光碳點溶液和n毫升無水乙醇溶液混合，其中m:n＝0.9-1.2；

(2)往步驟(1)的混合溶液中加入w克的磷酸氫二銨固體顆粒，并通過超聲震蕩使其完全溶解，溶解后磷酸氫二銨的摩爾濃度為2-7g/l；

(3)將步驟(2)中得到的混合溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜中，然后在鼓風(fēng)烘箱中150～220℃下，保溫10～15小時；再經(jīng)冷卻后，得到具有紅、黃兩個發(fā)光峰的熒光碳點溶液。

步驟(1)中的無水乙醇溶液可替換為無水甲醇溶液。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，所得到的雙色發(fā)光碳點具有含n、p等兩種異質(zhì)元素基團(tuán)、具有可見光吸收的性質(zhì)、具有比色ph值檢測性質(zhì)等優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為本發(fā)明制備的雙色波長發(fā)光碳點的透射電鏡照片；

圖2為本發(fā)明制備的雙色波長發(fā)光碳點在不同激發(fā)波長下的光致發(fā)光譜圖；

圖3為本發(fā)明制備的雙色波長發(fā)光碳點的光學(xué)吸收譜圖；

圖4為本發(fā)明制備的雙色波長發(fā)光碳點的紅外光譜圖；

圖5為本發(fā)明制備的雙色波長發(fā)光碳點的x射線光電子能譜圖；

圖6為本發(fā)明制備的雙色波長發(fā)光碳點在不同ph值下的雙色發(fā)光峰。

圖7為本發(fā)明制備的雙色波長發(fā)光碳點雙色發(fā)光峰強(qiáng)度比值與ph值的線性關(guān)系。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖介紹本發(fā)明詳細(xì)技術(shù)方案：

具有雙發(fā)光中心熒光碳點的制備方法采用以下步驟：

(1)取m毫升用雙氧水刻蝕煤制備獲得的藍(lán)光發(fā)射熒光碳點溶液和n毫升無水乙醇溶液混合，其中m:n＝0.9-1.2；

(2)往步驟(1)的混合溶液中加入w克的磷酸氫二銨固體顆粒，并通過超聲震蕩使其完全溶解，溶解后磷酸氫二銨的摩爾濃度為2-7g/l；

(3)將步驟(2)中得到的混合溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜中，然后在鼓風(fēng)烘箱中150～220℃下，保溫10～15小時；再經(jīng)冷卻后，得到具有紅、黃兩個發(fā)光峰的熒光碳點溶液。

用雙氧水刻蝕煤制備藍(lán)光發(fā)射熒光碳點溶液的方法見已授權(quán)專利(zl201510417503.3)。

步驟(1)中的無水乙醇溶液可替換為無水甲醇溶液。

實施例1

具有雙發(fā)光中心熒光碳點的制備方法采用以下步驟：

(1)取100毫升用雙氧水刻蝕煤制備獲得的藍(lán)光發(fā)射熒光碳點溶液和90毫升無水乙醇溶液混合；

(2)往步驟(1)的混合溶液中加入0.76克的磷酸氫二銨固體顆粒，并通過超聲震蕩使其完全溶解，溶解后磷酸氫二銨的摩爾濃度為4g/l；

(3)將步驟(2)中得到的混合溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜中，然后在鼓風(fēng)烘箱中200℃下，保溫12小時；再經(jīng)冷卻后，得到具有紅、黃兩個發(fā)光峰的熒光碳點溶液。

實施例2

具有雙發(fā)光中心熒光碳點的制備方法采用以下步驟：

(1)取100毫升用雙氧水刻蝕煤制備獲得的藍(lán)光發(fā)射熒光碳點溶液和90毫升無水甲醇溶液混合；

(2)往步驟(1)的混合溶液中加入0.76克的磷酸氫二銨固體顆粒，并通過超聲震蕩使其完全溶解，溶解后磷酸氫二銨的摩爾濃度為4g/l；

(3)將步驟(2)中得到的混合溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜中，然后在鼓風(fēng)烘箱中200℃下，保溫12小時；再經(jīng)冷卻后，得到具有紅、黃兩個發(fā)光峰的熒光碳點溶液。

實施例3

具有雙發(fā)光中心熒光碳點的制備方法采用以下步驟：

(1)取50毫升用雙氧水刻蝕煤制備獲得的藍(lán)光發(fā)射熒光碳點溶液和50毫升無水乙醇溶液混合；

(2)往步驟(1)的混合溶液中加入0.6克的磷酸氫二銨固體顆粒，并通過超聲震蕩使其完全溶解，溶解后磷酸氫二銨的摩爾濃度為6g/l；

(3)將步驟(2)中得到的混合溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯反應(yīng)釜中，然后在鼓風(fēng)烘箱中180℃下，保溫14小時；再經(jīng)冷卻后，得到具有紅、黃兩個發(fā)光峰的熒光碳點溶液。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種具有雙發(fā)光中心熒光碳點的制備方法，該方法以磷酸氫二銨為成分調(diào)控劑，乙醇為鈍化劑，利用溶劑熱法來修飾經(jīng)雙氧水氧化刻蝕煤得到的熒光碳點，最終獲得雙波長發(fā)光熒光碳點。本發(fā)明公開的制備方法所得到的雙色發(fā)光碳點具有含N、P等兩種異質(zhì)元素基團(tuán)、具有可見光吸收的性質(zhì)、具有比色pH值檢測性質(zhì)等優(yōu)勢。

技術(shù)研發(fā)人員：胡勝亮;孟勛;常青;李寧;薛超銳;楊金龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中北大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.05
技術(shù)公布日：2017.08.11