[发明专利]一种大规模制备高效红色/近红外发射荧光碳点的方法

说明书

本发明公开一种大规模制备高效红色/近红外发射荧光碳点的方法，即将邻苯二胺与无机金属盐研磨成颗粒均匀的粉末，将邻苯二胺与无机金属盐的混合粉末或邻苯二胺与稀盐酸的混合物转移至反应釜内衬中，然后封装好，转移至干燥箱中，设置反应温度和反应时间，待反应完全之后，干燥箱的温度冷却至室温，取出反应釜，得到产物；将产物进行洗涤、烘干。相对于现有技术，本发明反应简单便捷，无需提纯，成本低，便于大规模生产，其环境稳定性好，方便贮存和运输，制备的荧光碳点具有优异的红色荧光性能，且具有四光子荧光性质，并且首次实现了碳点在近红外第三窗口的荧光发射；碳点产物不需要经过后期的复杂修饰，就可以满足多种光电器件的制作要求。

技术领域

本发明属于荧光碳点制备方法技术领域，具体涉及一种大规模制备高效红色/近红外发射荧光碳点的方法。

背景技术

如今纳米材料已经逐渐的进入到我们生活的各个领域。多种碳基荧光纳米材料，如碳纳米点、荧光碳纳米管、聚合物点、石墨烯量子点和纳米金刚石，已被合成并应用。碳纳米材料，因其在各种技术应用中的巨大潜力而引起了科学家的广泛研究。碳点优异的电子和物理化学性质，使其光学性质近些年得到了研究人员巨大的关注。

碳点作为新兴的荧光纳米材料，在化学传感、生物成像、药物传递、光动力学治疗、光催化和电催化等领域有着巨大的应用潜力。碳点具有许多独特特性，如其良好的化学成分、可调谐的荧光发射、简单的功能化以及优良的物理化学和光化学稳定性，以及优异的低毒和生物兼容性，使其在技术应用中具有诱人的吸引力。到目前为止，碳点在蓝绿色光谱区已经实现了90%和70%以上的光致发光量子产率。具有红色/近红外或红外发射的碳点由于穿透深度较大，其生物兼容性好，在生物成像中有着显著的意义。然而，关于具有红外和近红外发射的高效荧光碳点合成仍然具有较大的问题。

目前已报道的红色荧光碳点最大的发射波长不超过760nm，且荧光效率大部分都很低，荧光强度弱，这大大限制了碳点在发光领域、及生物成像领域等方面的应用。目前有关高效红色荧光碳点的报道还很少见，大多数合成的碳点几乎是在液相环境里面合成的，需要进一步提纯，工艺十分繁琐，制作成本比较高，为了合成高效的红色荧光碳点，研究人员通过溶剂热法控制sp2域的形成或修饰碳点表面官能团来进行实验，这类方法合成的红色碳点效率往往不高，环境稳定性较差，难以长期保存，不利于进一步的技术应用。因此，寻找一种合成高效稳定具有红色/近红外发射荧光碳点的方法具有重大意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种大规模制备高效红色/近红外发射荧光碳点的方法。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种大规模制备高效红色/近红外发射荧光碳点的方法，由邻苯二胺和无机金属盐或者邻苯二胺和稀盐酸制成。

所述的大规模制备高效红色/近红外发射荧光碳点的方法，具体步骤为：将邻苯二胺与无机金属盐研磨成颗粒均匀的粉末，使两者混合均匀，得到混合粉末；将混合粉末转移至反应釜内衬中，然后封装好，转移至干燥箱中，设置反应温度和反应时间，待反应完全之后，干燥箱的温度冷却至室温，取出反应釜，得到产物；将产物转移至玻璃杯中，对产物进行洗涤，然后烘干，即获得碳点粉末。

所述的大规模制备高效红色/近红外发射荧光碳点的方法，具体步骤为：将邻苯二胺研磨成颗粒均匀的粉末，与稀盐酸混合均匀后进行干燥，得到干燥混合粉末；将干燥混合粉末转移至反应釜内衬中，然后封装好，转移至干燥箱中，设置反应温度和反应时间，待反应完全之后，干燥箱的温度冷却至室温，取出反应釜，得到产物；将产物转移至玻璃杯中，对产物进行洗涤，然后烘干，即获得碳点粉末。

所述邻苯二胺与无机金属盐的质量比为（2~7）：1。

所述邻苯二胺与稀盐酸的质量比为（5~15）：1。

所述稀盐酸的浓度为0.2~0.6mol/L。

所述反应温度为180~200℃，反应时间为6~14h。