[发明专利]一种量子点荧光防伪纸的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于防伪纸制备技术领域，具体涉及一种量子点荧光防伪纸的制备 方法。

背景技术

随着商品竞争的日趋激烈，防伪技术得到了迅速的发展，纳米防伪技术是 防伪技术领域的热门科学技术。防伪纸中用于防伪的荧光材料一般是有机荧光 材料或者镧系配合物，其在防伪纸中的质量分数要达到一定数值，才能得到相 对明显的防伪效果，但这会影响纸张本身的颜色。而且，传统的荧光材料稳定 性不够，激发和发射周期仅几分钟。

量子点，粒径介于1～10nm之间的微小晶体，由于电子和空穴被量子限域， 产生特殊的分立能级结构得到光激发产生荧光的效应。量子点具有很强的量子 尺寸效应和边缘效应，因此具备尺寸可控的光电性质，即通过调整量子点的颗 粒大小，使它的光致荧光发射范围能够覆盖整个可见光区，不同波长的光照能 激发出不同的荧光颜色。量子点粒径在10nm之内，是很好的纳米添加剂。量 子点具有比传统荧光材料高几十倍的荧光强度，只需添加很少的量就能得到很 好的荧光效果，比如通过控制量子点添加量，能得到无色隐形荧光效果的油墨 或透明膜。因此，量子点作为荧光材料制备防伪纸，纸张本身的颜色不会受到 太大的影响。而且，量子点具有比传统荧光材料更高的光稳定性，可以耐受更 强的激发光，荧光发射的效果可持续几个小时。

但一般制备方法合成的量子点处于分散液的状态，液态中的量子点极易团 聚，使其荧光性质减弱，光学性能不稳定，限制了量子点的应用，实际应用需 要将量子点组装成分散良好的固态材料，拓宽量子点的应用范围。

天然纤维素材料(如滤纸)，其纤维素中的细小纤维交叉层叠成复杂的三维 网状层次结构，能够作为一种理想的复合材料的模板和基底。但纤维素的表面 存在大量的化学惰性的羟基，较难连接客体物质。

现存在的量子点防伪纸，一种是将量子点分散在载体中，再以涂布的方式 通过载体将量子点载入纸张中或涂布在纸张表面，得到防伪效果；另一种是以 浸渍的方式将纸张浸渍于制备好的量子点溶液中，使量子点吸附于纸张。这两 种方法都需要提前制备好量子点产品，再对纸张进行进一步的处理，将量子点 与纸张复合，工艺繁琐。因此，寻找操作简单、设备简易的量子点防伪纸制备 方法对量子点在防伪纸中的应用具有重要意义。

发明内容

为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种高效量子 点荧光防伪纸的制备方法。该方法仅需一步反应，将具有荧光性质的量子点均 匀分散在纤维素表面，保留量子点的独特荧光性能，使纸张具有明显的荧光防 伪效果，相比传统荧光染料的防伪纸，具有荧光强度更大，寿命更长，防伪造 性更强等特点。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种量子点荧光防伪纸的制备方法，所述制备方法为一锅热法，具体步骤 为：将制备量子点的反应物溶于溶剂中，然后加入纤维素活化剂，制得悬浮液； 将悬浮液移入高压釜中，加入纤维素材料，纤维素材料浸渍在悬浮液中，然后 于100℃～200℃进行反应8～24h，在高温高压的反应中，生成具有优异荧光性质 的量子点，同时将量子点组装在化学活性被激活的纤维素表面，一步制备出量 子点荧光防伪纸。

所述的量子点包括无机半导体量子点和碳量子点。

纤维素基底上组装的量子点可以同时使用两种或两种以上的半导体量子点 和碳量子点。量子点在纤维素的表面分布均匀，颗粒大小均一，尺寸在1～10nm， 且通过控制量子点的尺寸，使防伪纸受到光照时激发出不同波长、不同颜色的 荧光，得到可覆盖整个可见光区域的不同颜色荧光。

所述无机半导体量子点为元素周期表II-VI族、III-V族、IV-VI族或IV族 半导体化合物制备的量子点或是其对应的核壳结构量子点；所述核壳结构量子 点为以所述的II-VI族、III-V族、IV-VI族或IV族半导体化合物为核，以CdSe、 CdS、ZnSe、ZnS、CdO、ZnO、SiO₂中的一种或多种为壳的核壳结构量子点。

所述碳量子点是由碳纳米管、石墨、炭黑、活性炭、糖类、淀粉或碳纤维 等碳源得到的尺寸在1～10nm类球形的纳米颗粒，是新型碳族纳米材料，具有 优良的荧光光学性能。

所述纤维素活化剂优选为聚乙烯亚胺。量子点与纤维素活化剂的比例没有 特别的限定，只需添加足量的纤维素活化剂使纤维素的表面得到活化。