[发明专利]一种碳点墨水及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种碳点墨水及其制备方法和应用，以阳离子型聚合物电解质和阴离子型聚合物电解质为原料得到碳点，然后以自组装的方式制备碳点墨水，制备成本低廉、制备工艺简单、绿色环保，相较于传统的荧光墨水，本发明制备得到的碳点墨水具有更高的稳定性，在数据信息加密和印刷显示等领域中具有很大的应用前景。

技术领域

本发明涉及碳纳米材料领域，尤其是涉及一种碳点墨水及其制备方法和应用。

背景技术

经济、军事、政治和日常生活中的信息安全问题越来越受到人们的重视。近几年来，科研人员开发了一系列相关技术，如电浆安全标签、磁响应和发光成像等来保护这些重要、有价值的数据不被破坏和伪造。其中，荧光成像具有许多显著的优势，包括制备简便、易于操作和高产率等，被广泛应用于数据保密。

荧光成像能成为数据记录、保密和防伪的一项有力技术，主要源于多种多样荧光材料的出现。据报道，一些荧光材料如荧光晶体、过渡金属配合物、染料等可通过外部机械、热以及蒸汽刺激技术应用于光学数据记录、设备保护、传感器矩阵等。但是大多数材料潜在的生物毒性、低耐光性、高成本以及低稳定性阻碍了其实际应用。

作为一种新兴的纳米材料，荧光碳点因其环保、强化学惰性、低毒性、极好的生物相容性、卓越的化学光稳定性以及优异的光电性能等独特的优势，最近在生物成像、光催化、传感、光电设备和其它应用方面受到了越来越多的关注。目前大量的研究都集中在碳点的制备上。其中，碳前驱体的水热反应以其绿色、经济以及操作简单的优势被越来越广泛利用。通过水热合成的大部分碳点都具有亲水基团，所以都能很好的溶于水，这种特性非常有利于如生物成像、医学诊断和墨水成像等应用。但是，这类碳点通常由于碳点表面基团和基底间较弱的范德华力和亲和力导致材料对水或有机溶剂的严重不稳定性，从而无法在湿度、温度随时改变的环境中实际应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种碳点墨水的制备方法，成本低廉，制备过程简单、高效，制备得到的碳点墨水环保、稳定性高，能够应用于数据信息加密和印刷显示等领域。

本发明所采取的技术方案是：

本发明提供一种碳点墨水的制备方法，包括以下步骤：

取阳离子型聚合物电解质，加入溶剂，转移至反应釜中进行反应得到溶液一；

取透析袋对溶液一进行透析，收集渗透袋外部的溶液，干燥得到碳点一；

取阴离子型聚合物电解质，加入溶剂，转移至反应釜中进行反应得到溶液二；

取透析袋对溶液二进行透析，收集渗透袋外部的溶液，干燥得到碳点二；

取碳点一加入溶剂配制成溶液三，取碳点二加入溶剂配制成溶剂四，混合溶液三和溶液四制备得到碳点墨水，所述溶液三的离子所带电荷数与所述溶液四的离子所带电荷数相同。

优选地，所述阳离子型聚合物电解质为聚丙烯胺盐酸盐、聚乙烯亚胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵中的至少一种。

优选地，所述阴离子型聚合物电解质为聚苯乙烯磺酸钠、聚丙烯酸中的至少一种。

优选地，所述溶剂为去离子水。

优选地，所述透析袋的截留分子量≤3500。

优选地，在反应釜中反应的温度为150～250℃。

优选地，在反应釜中反应时间为≥5h。

优选地，透析的时间为≥48h。

本发明还提供一种碳点墨水，由上述的碳点墨水的制备方法制得。

上述的碳点墨水在数据信息加密和印刷显示领域中的应用。

本发明的有益效果是：