[发明专利]蓝紫色磷光碳量子点及其制备方法

说明书

本申请公开一种蓝紫色磷光碳量子点的制备方法，其包括以下步骤：步骤一，尿素与间苯二胺混合均匀后，置于250～300℃的密闭环境中反应直至得到白色颗粒；步骤二，将步骤一中得到的白色颗粒研磨，即得到蓝紫色磷光碳量子点；其中，在步骤一中，所述尿素与间苯二胺的重量比为1：(1.6×10^‑6～3.8×10^‑5)。本申请还提供了一种蓝紫色磷光碳量子点，所述蓝紫色磷光碳量子点由前述的蓝紫色磷光碳量子点的制备方法制备得到。本公开的制备方法通过在尿素原位无溶剂碳化的基础上微掺杂间苯二胺，制备工艺简便快捷，无需溶剂后处理来提取碳量子点，避免了常规溶剂热法中的溶剂对碳量子点材料的性能的影响。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，具体涉及一种蓝紫色磷光碳量子点及其制备方法和应用。

背景技术

碳量子点是近年来兴起的一种新型发光材料，纳米尺寸直径通常小于10nm。相较于传统的半导体量子点带来的金属污染严重、制备工艺复杂等问题，碳量子点具有良好的生物相容性和光学稳定性，在光激发的条件下能发出不同颜色的荧光/磷光，可应用于光学防伪、生物医学成像检测、光学照明、环境分析监测、光/化学催化等领域，具有广阔的应用前景。

按照不同的碳源，碳量子点的合成方法可大致分为“自上而下”和“自下而上”的方法。“自上而下”法主要包括电化学法、研磨、激光刻蚀法等，“自下而上”法主要包括溶剂热法、微波法、热解法、超声波法等，由于溶剂热法具有制备过程简单，成本低廉等优点，逐渐成为人们合成碳量子点的首选方法，但该方法的后处理复杂，需要在相应溶液中再提取出碳量子点，而且溶液也会影响固相碳点材料的性能，不利于其在各个领域的应用。

另外，现有的磷光碳量子点的量子产率低下以及发光时间短也是制约其广泛应用的一大难点，尤其是荧光发光时间，现有的磷光碳量子点的发光时间为纳秒(ns)级别，发光时间极短，极大限制了其在光学照明领域的应用。

因此，需要提供一种制备工艺简单、量子点产率高以及发光时间长的磷光碳量子点。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本公开的目的在于提供一种蓝紫色磷光碳量子点及其制备方法。

为了实现上述目的，本公开提供了一种蓝紫色磷光碳量子点的制备方法，其包括以下步骤：步骤一，尿素与间苯二胺混合均匀后，置于250～300℃的密闭环境中反应直至得到白色颗粒；步骤二，将步骤一中得到的白色颗粒研磨，即得到蓝紫色磷光碳量子点；其中，在步骤一中，所述尿素与间苯二胺的重量比为1∶(1.6×10^-6～3.8×10^-5)。

在一些实施例中，在步骤一中，所述尿素与间苯二胺的重量比为：1∶(2.5×10^-5～3.8×10^-5)。

在一些实施例中，步骤一中，所述尿素与间苯二胺的混合方式为：将间苯二胺溶解在水中得到间苯二胺溶液，然后将间苯二胺溶液滴加到尿素中混合。

在一些实施例中，所述间苯二胺的浓度为0.0001～0.00015g/mL。

在一些实施例中，在步骤一中，所述反应的温度为280～300℃。

在一些实施例中，在步骤一中，所述反应的温度为300℃。

在一些实施例中，在步骤一中，所述反应的时间为1h～15h。

在一些实施例中，在步骤一中，所述反应的时间为6～12h。

在一些实施例中，本申请还提供了一种蓝紫色磷光碳量子点，所述蓝紫色磷光碳量子点由前述的蓝紫色磷光碳量子点的制备方法制备得到。

在一些实施例中，所述蓝紫色磷光碳量子点的粒径＜10nm，晶格间距为0.25～0.35nm。

本公开的有益效果如下：