[發明專利]一種具有可調控的光致發光性質的碳納米粒子的制備方法

有效

• 申請號: 201010604128.0
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102173405A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 康振輝;何小蝶;劉陽;李海濤;黃慧
• 申請（專利權）人: 蘇州方昇光電裝備技術有限公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;B82Y40/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 陸明耀;陳忠輝

技術領域

本發明涉及一種納米材料領域，尤其涉及一種具有可調控的光致發光性質的碳納米粒子的制備方法。

背景技術

具有光學性能的材料在光學材料等領域受到越來越多的關注，尤其是在生物技術領域。其中，在生物監測、傳感、造影等諸多的應用領域，熒光標記技術得到了長足的發展。當前，主要的光致發光材料集中在有機染料、稀土摻雜、II-IV族量子點等。這些光致發光材料發光單一，且在制備和應用也遇到一些困難，例如染料本身容易聚合、易發生光漂白、量子產率比較低等，而新型的II-IV族量子點又具有毒性。因此，合成熒光性質比較豐富、光性質穩定的熒光材料具有重大的理論意義和應用價值。

具有熒光性質的碳納米粒子最早是在分離碳納米管時發現的。由于其良好的熒光性質及其廣泛潛在的應用，關于熒光碳納米粒子研究的相繼展開。

目前，有報道的熒光性質的碳納米粒子的合成有以下幾種方法：激光剝離石墨(典型文獻包括：Sun，Y.P.；Zhou，B.；Lin，Y.；Wang，W.；Fernando，K.A.S.；Pathak，P.；Meziani，M.J.；Harruff，B.A.；Wang，X.；Wang，H.；Luo，P.G.；Yang，H.；Kose，M.E.；Chen，B.；Veca，L.M.；Xie，S.Y.J.Am.Chem.Soc.2006，128，7756；Cao，L.；Wang，X.；Meziani，M.J.；Lu，F.；Wang，H.；Luo，P.G.；Lin，Y.；Harruff，B.A.；Veca，L.M.；Murray，D.；Xie，S.Y.；Sun，Y.P.J.Am.Chem.Soc.2007，129，11318；Hu，S.L.；Niu，K.Y.；Sun，J.；Yang，J.；Zhao，N.Q.；Du，X.W.J.Mater.Chem.2009，19，484；Wang，X.；Cao，L.；Lu，F.S.；Meziani，M.J.；Li，H.；Qi，G.；Zhou，B.；Harruff，B.A.；Kermarrec，F.；Sun，Y.P.Chem.Commun.2009，3774.)、電化學氧化石墨(典型文獻包括：Zhao，Q.L.；Zhang，Z.L.；Huang，B.H.；Peng，J.；Zhang，M.；Pang，D.W.Chem.Commun.2008，5116；Zheng，L.Y.；Chi，Y.W.；Dong，Y.Q.；Lin，J.P.；Wang，B.B.J.Am.Chem.Soc.2009，131，4564.)、電化學浸潤碳納米管(典型文獻包括：Xu，X.；Ray，R.；Gu，Y.；Ploehn，H.J.；Gearheart，L.；Raker，K.；Scrivens，W.J.Am.Chem.Soc.2004，126，12736；Bottini，M.；Balasubramanian，C.；Dawson，M.I.；Bergamaschi，A.；Bellucci，S.；Mustelin，T.J.Phys.Chem.B2006，110，831；Zhou，J.；Booker，C.；Li，R.；Zhou，X.；Sham，T.K.；Sun?X.，；Ding，Z.J.Am.Chem.Soc.2007，129，744.)、水熱相關前軀體(典型文獻包括：Sun，X.M.；Li，Y.D.Angew.Chem.Int.Ed.2004，43，597；Bourlinos，A.B.；Stassinopoulos，A.；Anglos，D.；Zboril，R.；Georgakilas，V.；Giannelis，E.P.Chem.Mater.2008，20，4539；Bourlinos，A.B.；Stassinopoulos，A.；Anglos，D.；Zboril，R.；Karakassides，M.；Giannelis，E.P.Small?2008，4，455.)、電弧放電(典型文獻包括：Liu，H.P.；Ye，T.；Mao，C.D.Angew.Chem.2007，119，6593；Angew.Chem.Int.Ed.2007，46，6473；Tian，L.；Ghosh，D.；Chen，W.；Pradhan，S.；Chang，X.；Chen，S.W.Chem.Mater.2009，21，2803；Ray，S.C.；Saha，A.；Jana，N.R.；Sarkar，R.J.Phys.Chem.B.2009，113，18546.)、納米金剛石的剝離(典型文獻包括：Yu，S.J.；Kang，M.W.；Chang，H.C.；Chen，K.M.；Yu，Y.C.J.Am.Chem.Soc.2005，127，17604；Fu，C.C.；Lee，H.Y.；Chen，K.；Lim，T.S.；Wu，H.Y.；Lin，P.K.；Wei，P.K.；Tsao，P.H.；Chang，H.C.；Fann，W.；Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.2007，104，727.)、微波合成和濕化學合成(典型文獻包括：Zhu，H.；Wang，X.L.；Li，Y.L.；Wang，Z.J.；Yang，F.；Yang，X.R.Chem.Commun.2009，5118；Liu，R.L；Wu，D.Q.；Liu，S.H.；Koynov，K.；Knoll，W.；Li，Q.Angew.Chem.Int.Ed.2009，48，4598.)等。通過這些方法得到的碳納米粒子表面有一些特殊基團(如羧基、羥基)，易于表面修飾。這些基團的存在也使碳納米粒子具有好的親水性和生物相容性。有研究報道在同樣尺寸下的納米粒子中，碳納米粒子在生物體內毒性表現最低。重要的是，這些碳納米粒子具有豐富的可見熒光性質(紫外可見激發，可見發射；近紅外激發，可見發射；近紅外激發，近紅外發射)，且發光穩定。碳納米粒子這種易于實現表面功能化、發光穩定等優點，在生物技術及光學材料領域受到越來越多的關注。