[發明專利]一種碳量子點熒光材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310281617.0
• 申請日: 2013-07-07
• 公開（公告）號: CN103332676A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 鄭巖;劉星元;曲松楠;邊靜宇;費運啟;耿樹范
• 申請（專利權）人: 上海科潤光電技術有限公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;C09K11/65;B82Y20/00
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技術領域

本發明屬于納米發光材料制備技術領域。

背景技術

碳量子點材料人們也稱為納米碳點材料，自被人們發現熒光特性后倍受注目，由于其獲取簡單、材料成本低廉，無毒、無害、無污染，人們希望其可以在光電器件、涂料、生物等領域廣泛應用。現有碳量子點熒光材料制備主要方式主要有激光制備、化學制備、燃燒制備、微波制備等，它們在中國專利：201010502346.3、201210264411.2、201310052789.0、201010604139.9、201110049051.X、201210013473.6等中，都詳盡闡述了各種制備方法與程序。它們制備方法的不足之處是成本高、程序復雜、有污染廢棄物質排出、規模生產難度大。

本發明是利用植物的枯葉通過燃燒制備碳量子點熒光材料，使用固體纖維吸附材料吸附固定碳量子點熒光材料，需要時再通過液體釋放。改變了現有技術使用化學或石墨或木碳類的材料制備方法，并通過化學合成手段提取固體物。本發明可以直接利用城市的垃圾落葉制備碳量子點熒光材料，其不需要任何的化學手段提取，吸附在固體纖維吸附材料層中的碳量子點熒光材料，便于運輸、攜帶、無污染毒害，使用時通過水溶劑或靜電釋放，直接取出碳量子點熒光材料。

本發明可以廣泛用于LED照明、發光顯示、生物熒光標記、光轉換劑、防偽熒光材料等領域。

發明內容

一種碳量子點熒光材料的制備方法，它包括：可點燃的植物葉片材料及助燃物、固體纖維吸附材料層、燃燒爐體；?其特征是：燃燒爐體是由空氣進氣孔、燃燒室、廢氣排出孔構成，固體纖維吸附材料層置于廢氣排出孔處；當植物葉片材料燃燒時產生碳量子點熒光材料，其通過氣體攜帶吸附于固體纖維吸附材料層中，固體纖維吸附材料置于水或溶劑中時，碳量子點熒光材料自行分離析出。

本發明中的碳量子點制備方法屬于燃燒方法的一種，燃燒溫度在５００度左右，并使碳量子熒光材料瞬間形成，同時隨空氣氣流在廢氣排出孔排出，碳顆粒吸附在纖維材料表面及內部，燃燒殘渣留在燃燒室內。該方法獲得的碳量子點熒光材料，在激發光365nm-520nm激發下，發出400nm-580nm熒光，平均顆粒1-10納米。可點燃的植物葉片材料，可以是干樹葉、干草等，其輕便、易燃。當然其中可以含有紙、塑料等類生活廢棄物，但這類物質多的時候會嚴重影響碳量子點的收集吸附。

本發明中的助燃物為蔗糖類材料或有機蛋白質類材料，它們主要來源于植物，其加入能夠影響改變碳量子點熒光材料的發射光譜向長波移動。當本發明中的然助燃物也可以是其它物質，如：有機油類、脂類物質，因為它們燃燒過快，所以加入量要小，否則會使納米顆粒變大，通常在20nm以下，如使用木質類材料，其燃燒會提高溫度。

本發明中的固體纖維吸附材料層是由強靜電吸附合成纖維構成，其對氣體中碳量子點熒光材料有吸附作用。纖維可以是合成纖維或植物纖維，但人工合成纖維尤其適合材料的收集吸附，它們可以是醋酸纖維、丙綸纖維、聚酯纖維中的一種或多。纖維絲排列與空氣流動方向一致，有利吸附與長時間使用。固體纖維吸附材料層可以在廢氣排出孔管壁，也可以遮蓋廢氣排出孔。固體纖維吸附材料層應于燃燒室保持一定距離，或有隔熱緩沖區域，否則會引燃固體纖維吸附材料層。固體纖維吸附材料層應該可以隨時更換安裝，反復使用。

本發明中的固體纖維吸附材料層，可以浸泡在液體中，如水、乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺等。碳量子點熒光材料會很快釋放到液體中，?其在基本透明情況下產生發光，并且不會沉淀。固體纖維吸附材料層經處理、干燥后可以反復使用。

本發明中的碳量子點熒光材料在激發光365nm-520nm激發下，發出440nm-580nm熒光；不同的激發光對應不同的發射光峰值，如：激發光為365nm時，發射光峰值440nm顯示顏色藍色；激發光為380nm時，發射光峰值500nm顯示顏色藍綠色；激發光為420nm時，發射光峰值520nm顯示顏色綠色；?激發光為440nm時，發射光峰值540nm顯示顏色黃綠色；激發光為480nm時，發射光峰值560nm顯示顏色黃色；激發光為500nm時，發射光峰值580nm顯示顏色橙紅色。

使用本發明要想獲取高純的碳量子點熒光材料，則應該先對樹葉雜質清理，并完全干燥，粉碎成末，并壓縮，使其燃燒均勻。

具體實施方式