[發(fā)明專利]基于摻氮碳點(diǎn)熒光膜的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710601820.X
• 申請(qǐng)日: 2017-07-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107236542A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余家威;熊毅恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/65
• 分類號(hào): C09K11/65
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 肖珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型柔性高效的熒光膜的制備方法，具體的說(shuō)是一種基于摻氮碳點(diǎn)熒光膜的制備方法。

背景技術(shù)

熒光膜制作方法豐富復(fù)雜，膜的材料和熒光體的選取是關(guān)鍵。目前的熒光體有很多，制作熒光體的方法復(fù)雜，熒光體發(fā)光強(qiáng)度低，部分熒光體具有毒性。

碳點(diǎn)以其簡(jiǎn)單的制備、良好的生物相容性、易調(diào)的熒光特點(diǎn)而在生物成像上得到了廣泛的研究和應(yīng)用，而在顯示、照明領(lǐng)域尚無(wú)充足的研究。碳量子點(diǎn)因其量子效應(yīng)具有優(yōu)良的光學(xué)性質(zhì)：較窄的發(fā)射峰、光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、寬的吸收峰、大的斯托克斯、發(fā)射波長(zhǎng)可調(diào)、熒光效率極高。

在光源不斷更新?lián)Q代的今天，通過(guò)對(duì)碳點(diǎn)發(fā)光性質(zhì)的調(diào)控和發(fā)光載體的設(shè)計(jì)，提高碳點(diǎn)的含氮量、將碳點(diǎn)依托于柔性固態(tài)透明材料中(如有機(jī)分子膜)，有效利用碳點(diǎn)高亮度的熒光特性，達(dá)到特定場(chǎng)景下的照明需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)于現(xiàn)有熒光膜發(fā)光強(qiáng)度低的缺陷，本發(fā)明提供了一種基于摻氮碳點(diǎn)熒光膜的制備方法。本發(fā)明制備的熒光膜含有碳點(diǎn)，在紫外線的照射下會(huì)發(fā)出紅、綠、藍(lán)三原色光，因此還可以組成各種顏色的熒光。本產(chǎn)品碳點(diǎn)通過(guò)摻雜氮元素，在碳量子點(diǎn)上附著氮，顯著提高量子效應(yīng)，明顯提高碳點(diǎn)的發(fā)光強(qiáng)度。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

一種基于摻氮碳點(diǎn)熒光膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，以苯二胺作為碳源，以尿素作為氮源，將苯二胺和尿素溶解于無(wú)水乙醇中得到混合液，溶解比例為每10ml無(wú)水乙醇溶解0.033-0.075g苯二胺和0.067-0.15g的尿素；

步驟2，將苯二胺、尿素和無(wú)水乙醇混合液裝入水熱反應(yīng)釜中，在溫度為158-162℃條件下反應(yīng)11.5-12.5小時(shí)獲得碳點(diǎn)溶液；

步驟3，將碳點(diǎn)溶液與聚乙二醇水溶液混合，將所得混合液均勻滴涂在干凈玻璃片上，放于干燥無(wú)塵的風(fēng)箱中風(fēng)干得到碳點(diǎn)薄膜；其中，聚乙二醇水溶液的配比為每5g的聚乙二醇對(duì)應(yīng)25-40ml水，碳點(diǎn)溶液與聚乙二醇水溶液以每20-50μl的碳點(diǎn)溶液對(duì)應(yīng)1ml聚乙二醇水溶液混合，混合時(shí)將碳點(diǎn)向聚乙二醇水溶液中緩慢滴放。

上述制備方法中，采用鄰苯二胺、間苯二胺和/或?qū)Ρ蕉纷鳛樘荚础?/p>

上述制備方法中，每種苯二胺純度均大于98.5%。

上述制備方法中，采用純度在99%以上的固態(tài)粉末狀尿素作為氮源。

上述制備方法中，聚乙二醇水溶液的制備：先將溶質(zhì)聚乙二醇在60-70℃溶劑水中靜置30-40分鐘，使聚乙二醇充分吸水溶脹；然后將溶劑水溫度調(diào)至90-100℃，攪拌，使聚乙二醇充分溶解。

上述制備方法中，將最后得到的碳點(diǎn)溶液與聚乙二醇水溶液的混合液在玻璃片上沿一個(gè)方向均勻滴涂，風(fēng)干后，在玻璃片表面形成一層厚度在0.02-2mm，透光率在75-85%之間的薄膜。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

本發(fā)明提供了一種新型碳點(diǎn)熒光材料的制備方法，該方法所制備的摻氮碳點(diǎn)熒光膜，具有較高的發(fā)光強(qiáng)度，制造工藝經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單；

本發(fā)明采用鄰苯二胺(o-PD)、間苯二胺(m-PD)、對(duì)苯二胺(p-PD)作為碳源，對(duì)應(yīng)生成摻氮o型碳點(diǎn)溶液、摻氮m型碳點(diǎn)溶液、摻氮平p型碳點(diǎn)溶液，這些碳點(diǎn)溶液能在紫外線下分別發(fā)出綠、藍(lán)、紅光，而這種三種光正是光的三原色。采用摻氮o型碳點(diǎn)溶液，摻氮m型碳點(diǎn)溶液，摻氮p型碳點(diǎn)溶液可以分別制成熒光為綠、藍(lán)、紅三色的發(fā)光膜。按照不同比例混合這三種不同的碳點(diǎn)也可以制成各種顏色熒光的發(fā)光膜，色彩豐富多樣。膜的重量輕、強(qiáng)度高韌性強(qiáng)、能覆蓋大面積、制作方便能達(dá)到一步合成。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明各實(shí)施例制備碳點(diǎn)溶液的流程圖和反應(yīng)原理示意圖，(a)對(duì)應(yīng)摻氮o型碳點(diǎn)溶液；(b)對(duì)應(yīng)摻氮m型碳點(diǎn)溶液；(c)對(duì)應(yīng)摻氮p型碳點(diǎn)溶液；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一制備的碳點(diǎn)溶液在紫外燈下的效果圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例一中摻氮o型碳點(diǎn)溶液的吸收和發(fā)射光譜圖像；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一中摻氮m型碳點(diǎn)溶液的吸收和發(fā)射光譜圖像；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中摻氮p型碳點(diǎn)溶液的吸收和發(fā)射光譜圖像；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例一中摻氮和未摻氮的o型碳點(diǎn)溶液發(fā)光光譜圖像。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明方法作進(jìn)一步說(shuō)明。

本發(fā)明中提供的熒光碳點(diǎn)溶液的發(fā)光強(qiáng)度的光譜圖僅說(shuō)明了碳點(diǎn)溶液的發(fā)光特性。但是