[发明专利]一种高量子产率的双发射荧光碳点的制备方法及其在检测PFOS方面的应用

说明书

本发明涉及纳米材料领域，具体涉及一种高量子产率的双发射荧光碳点的制备方法及其在检测PFOS方面的应用，其由2,4‑二氨基甲苯、乙二胺和磷酸通过水热法合成。该方法制备的碳点在波长为280nm和340nm光激发下，均能发射出两种波长的荧光，在280nm光的激发下，在350nm和515nm处有荧光发射；在340nm光的激发下，在434nm和502nm处有荧光发射，且两处发射中心的荧光量子产率均能达到44％以上。利用该碳点测定PFOS时，在两个激发波长下，碳点的两发射波长的荧光强度比率与PFOS的浓度均呈现线性关系，可以得出两个结果，并相互印证，增加了测定结果的准确性。

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，具体涉及一种高量子产率的双发射荧光碳点的制备方法及其在检测PFOS方面的应用。

背景技术

碳点作为一种近年来被发现的荧光碳纳米材料，拥有显著的优势，如良好的生物兼容性、适宜的尺寸、激发和发射波长可调、光稳定性好等。荧光碳点的合成方法已有很大程度地进展，其成本低应用广的优点也引起越来越多研究者的广泛关注。

目前为止，荧光碳点大多分为单发射碳点和双发射碳点，即在单一波长激发下仅有一处或两处荧光发射。与单发射碳点相比，双发射荧光碳点具有许多优点。双发射碳点可以用作比率传感器，能够有效克服来自与待测物无关的因素的干扰，以提高测定方法的准确度和灵敏度。但无论单发射荧光碳点还是双发射荧光碳点的量子产率均较低，使得荧光碳量子点的应用难以推广。

PFOS(全氟辛烷磺酸基化合物)作为持久性和高生物毒性的有机物在环境中无处不在，其难以被降解且能够在生物体内不断蓄积，随着食物链而进一步累积放大，并且对人体具有强烈的致癌作用，因此检测环境PFOS的浓度十分重要。

发明内容

为解决上述问题本发明提供一种高量子产率的双发射荧光碳点的制备方法，该方法制备的碳点在波长为280nm和340nm光激发下，均能发射出两种波长的荧光，在280nm光的激发下，在350nm和515nm处有荧光发射；在340nm光的激发下，在434nm和502nm处有荧光发射，且两处发射中心的荧光量子产率均较高。

为实现上述目的，本发明提供一种高量子产率的双发射荧光碳点的制备方法，其特征在于，由2,4-二氨基甲苯、乙二胺和磷酸通过水热法合成。

优选的，所述制备方法包括以下步骤：

(1)取2,4-二氨基甲苯、乙二胺和磷酸置于密闭反应器中，加入水做溶剂得反应体系，其中，2,4-二氨基甲苯、乙二胺和磷酸的物质的量比为0.5～3:1～5:1～10，所述水的加入量使得乙二胺的物质的量浓度不高于3.7425mol/L；

(2)将反应体系升温至180～210℃，反应7～11h；

(3)反应体系冷却至室温，离心去除大颗粒，透析冷却干燥的双发射荧光碳点。

优选的，步骤(1)中，2,4-二氨基甲苯、乙二胺和磷酸的物质的量比为0.5:4:8。

优选的，步骤(1)中，水的加入量为4mL。

优选的，步骤(1)中，密闭反应器为高压内衬聚四氟乙烯反应釡。

优选的，所述步骤(2)中反应温度为195℃。

优选的，所述步骤(2)中的反应时间为9.5h。

优选的，所述步骤(3)所述的透析选用分子截流量为300(MWCO)的透析膜。具体地，所述的透析膜选用纤维素酯透析膜。

本发明还提供一种由上述方法制备的双发射荧光碳点，所述双发射荧光碳点在280nm或340nm光的激发下，均有双荧光发射。