[發(fā)明專利]一種熒光硫摻雜氮點(diǎn)的制備方法及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107267141B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李攻科;唐志姣;胡玉玲
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: C09K11/56
• 分類號: C09K11/56;B82Y20/00;B82Y40/00;G01N21/64
• 代理公司: 廣州駿思知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44425
• 代理人: 吳靜芝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及量子點(diǎn)的制備和應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及一種熒光硫摻雜氮點(diǎn)的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

熒光材料一直以來備受材料學(xué)，化學(xué)及生命科學(xué)等領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，其在發(fā)光體及分析檢測中的應(yīng)用研究取得了長足進(jìn)展。高效制備熒光材料并研究其光學(xué)性能和應(yīng)用，是分析化學(xué)及材料科學(xué)的主要發(fā)展方向之一。

碳點(diǎn)的出現(xiàn)進(jìn)一步推動了熒光材料的發(fā)展，拓展了碳基材料在化學(xué)、材料、生命等領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍。然而目前所合成的碳點(diǎn)仍存在著熒光量子產(chǎn)率低、活性位點(diǎn)少、選擇性差等問題，嚴(yán)重制約了碳點(diǎn)的推廣應(yīng)用。近年來，研究者借鑒量子點(diǎn)，石墨烯等其他材料的改性方法，通過表面功能化及異原子摻雜等方法來克服碳點(diǎn)的某些缺陷，提高碳點(diǎn)量子產(chǎn)率及增加活性位點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)通過對碳點(diǎn)改性，可有效調(diào)節(jié)整個(gè)共軛平面的電荷密度和帶寬能隙，改變電子的流動密度和躍遷方式，從而實(shí)現(xiàn)對其光電性能的調(diào)控并拓展了其在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究。異原子摻雜碳點(diǎn)表現(xiàn)出優(yōu)異的光電性能及廣闊的應(yīng)用前景，然而其合成一般需要高溫或強(qiáng)酸處理，合成條件苛刻，后處理麻煩；并且制備碳點(diǎn)的前體組分復(fù)雜，反應(yīng)原料不夠單一，無法有效控制反應(yīng)進(jìn)程；此外，這些碳點(diǎn)中的氮，硫等異原子含量不高且主要是碳點(diǎn)表面的異原子修飾，這些不足無疑增大了研究碳點(diǎn)形成機(jī)制及活性位點(diǎn)的難度。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明的目的在于，提供一種熒光硫摻雜氮點(diǎn)的制備方法及其應(yīng)用，所述制備方法簡便、制備的硫摻雜氮點(diǎn)的氮含量豐富，所摻雜的硫含量高，具有量子產(chǎn)率高，光穩(wěn)定性強(qiáng)，生物兼容性好的特性。

一種熒光硫摻雜氮點(diǎn)的制備方法，包括以下步驟：

S1：制備2-疊氮噻唑；

S2：將步驟S1制得的2-疊氮噻唑溶解于溶劑中，進(jìn)行微波加熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后除去溶劑，得到干燥粗產(chǎn)物；

S3：將步驟S2制得的干燥粗產(chǎn)物分散于水中，離心，收集上清液，并將上清液過濾膜，得到濾液；

S4：將步驟S3制得的濾液濃縮，冷凍干燥后得到熒光硫摻雜氮點(diǎn)。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的熒光硫摻雜氮點(diǎn)的制備方法，以2-疊氮噻唑?yàn)榍绑w，使制備得到的硫摻雜氮點(diǎn)的氮含量豐富，所摻雜的硫含量達(dá)24.639％，氮含量為35.78％，碳含量為29.30％。并且，本發(fā)明所述的方法簡便、重現(xiàn)性好。

進(jìn)一步地，步驟S1中，所述2-疊氮噻唑的制備方法是：向2-氨基噻唑中加入鹽酸，于冰水浴條件下攪拌加入亞硝酸鈉水溶液，再加入疊氮化鈉水溶液，反應(yīng)1-2h；然后洗滌有機(jī)相，除去有機(jī)溶劑得到2-疊氮噻唑。其中，所述鹽酸的濃度為5mol/L，所述亞硝酸鈉水溶液的濃度為0.04-0.06g/mL，所述疊氮化鈉與2-氨基噻唑的摩爾比為1:(0.8-1.2)，所述疊氮化鈉水溶液的濃度為2-3g/mL。

進(jìn)一步地，步驟S2中，所述溶劑為甲醇或氨水。其中以甲醇為溶劑制備的硫摻雜氮點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率為25％，以氨水為溶劑制備的硫摻雜氮點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率為36％，相比于其他溶劑具有更高的熒光量子產(chǎn)率。

進(jìn)一步地，步驟S2中，所述2-疊氮噻唑在溶劑中的濃度為10mg/mL。

進(jìn)一步地，步驟S2中，所述微波的功率為500W，所述加熱的溫度為80-120℃，所述微波加熱反應(yīng)時(shí)間為5-15min。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間太短時(shí)，反應(yīng)不完全而反應(yīng)時(shí)間太長時(shí)，容易發(fā)生團(tuán)聚。

進(jìn)一步地，步驟S3中，所述離心的條件為以10000r/min的轉(zhuǎn)速離心20min。

進(jìn)一步地，步驟S3中，所述濾膜的孔徑為0.2μm。

進(jìn)一步地，步驟S4中，所述濾液的濃縮倍數(shù)為10倍。

進(jìn)一步地，步驟S4中，所述冷凍干燥的時(shí)間為18-36h。所述冷凍干燥的時(shí)間優(yōu)選為24h。

本發(fā)明還公開了前述任意一種制備方法制備得到的熒光硫摻雜氮點(diǎn)在細(xì)胞成像中的應(yīng)用。

本發(fā)明還公開了前述任意一種制備方法制備得到的熒光硫摻雜氮點(diǎn)在熒光噴墨打印中的應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：