[发明专利]一种高色质荧光碳纳米点的制备及调控方法

说明书

一种高色质荧光碳纳米点的制备及调控方法，涉及发光纳米材料领域。将二胺类化合物、酚类化合物溶解于溶剂A中进行混合，并装入反应釜，将温度控制在100‑300℃下进行溶剂热反应2‑48小时；得到具有高色质的荧光碳纳米点，然后进行提纯。可以获得具有高色质的荧光碳纳米点，其CIE色品坐标为(0.33,0.33)，CRI值高达93，CCT为5453K，标准的白光发射，荧光光谱范围在380‑700nm的覆盖范围内，与标准太阳光光谱匹配程度可以达到85％‑114％。

技术领域

本发明涉及发光纳米材料领域，更具体地，涉及高色质、多色荧光碳纳米点的制备、纯化及应用。

背景技术

碳元素作为自然界中存在最为广泛的元素，以各种各样的形式构成了人类赖以生存的地球。随着纳米技术的不断发展，碳纳米材料因为其具备诸多光、磁、电、热、声等性质备受关注，发展迅速。尤其是碳纳米家族中冉冉升起的新星荧光碳点，其荧光稳定、耐光漂白(Small 2012,8:281-290.)；激发光谱宽而连续(J.Am.Chem.Soc.2006,128:7756-7757.)；发射波长可调(Adv.Mater.2017,29:1604436.)等更成为其独特的优势。2004年，科研人员在纯化单壁碳纳米管时首次发现了发射荧光的碳纳米粒子(J.Am.Chem.Soc.2004,126:12736-12737.)；2006年，被正式命名为碳纳米点(J.Am.Chem.Soc.2006,128:7756-7757.)；在荧光碳纳米点飞速发展的14年时间里，有超过25000篇关于碳纳米点的工作被全世界的科研工作者广泛报道(Web of Science)，但是对于长波长发射的高效碳纳米点的研究仍然存在着很多挑战。如何使用成本低廉且绿色环保的原料，通过简单的工艺、安全且高效的制备与太阳光谱匹配度极高的碳纳米点，并且减少对人眼有害的蓝光的存在，同时可以实现调控的碳纳米点，这些都是目前研究者们研究的重点。目前，制备与太阳光谱匹配度极高的碳纳米点，并且减少对人眼有害的蓝光的存在，同时可以实现调控的碳纳米点的报道还是比较少见。因为蓝光的规避，红光的拓展等都是难以攻克的问题，因此发明高色质荧光碳纳米点的制备及纯化方法具有很重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供高色质荧光碳纳米点的制备及纯化方法，该荧光碳纳米点制备方法成本低廉，纯化过程简单，可以获得具有高色质的荧光碳纳米点，其CIE色品坐标为(0.33,0.33)，CRI值高达93，CCT为5453K，标准的白光发射，可以应用于白光LED的制备。并且，所获得荧光碳纳米点的荧光光谱范围在380-700nm的覆盖范围内，与标准太阳光光谱匹配程度可以达到85％-114％，相较于商业的用于LED制备的荧光材料，其蓝光含量极低，非常有利于对于人眼视力的保护，成为开辟健康光源的新选择。而且所获得的碳点可以分散在有机溶剂中，可以应用于制备LED器件、催化、生物医学、传感、防伪等相关领域中。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高色质荧光碳纳米点的制备，其特征在于，将二胺类化合物、酚类化合物溶解于溶剂A中进行混合，并装入反应釜，将温度控制在100-300℃下进行溶剂热反应2-48小时；得到具有高色质的荧光碳纳米点，其CIE色品坐标为(0.33,0.33)，CRI值高达93，CCT为5453K，标准的白光发射，可以应用于白光LED的制备。并且，所获得荧光碳纳米点的荧光光谱范围在380-700nm的覆盖范围内，与标准太阳光光谱匹配程度可以达到85％-114％。

优选地，二胺类化合物和酚类化合物的摩尔比为0.1-10：1。

二胺类化合物选自苯二胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、萘二胺等；酚类化合物选自苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、萘二酚、间苯三酚等；溶剂A选自单独一种、或两种、两种以上的任意混合溶剂，选自甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛等醇类、其他溶剂如：丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二氧六环、四氢呋喃、甲苯、氯仿等；