[發明專利]氟化碳量子點、發光超疏水膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710812438.3
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN109486482B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 封偉;龍鵬;馮奕鈺
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本發明公開了一種氟化碳量子點、發光超疏水膜及其制備方法和應用，是首先以葡萄糖、蔗糖或麥芽糖等糖類作為碳源通過水熱法制備碳量子點，然后將碳量子點在F₂/N₂中進行氟化制備氟化碳量子點。將得到的氟化碳量子點和聚偏氟乙烯均勻混合并分散在N,N?二甲基甲酰胺中獲得前驅體溶液，最后將前驅體溶液涂覆在固體基質表面得到一層發光超疏水膜該。該方法制備的發光超疏水膜在信息加密、防偽、識別等領域具有非常重要的應用價值，同時也填補了我國在光致大光超疏水薄膜方面的技術空白。

技術領域

本發明涉及超疏水膜技術領域，特別是涉及一種包含熒光氟化碳量子點的發光超疏水膜及其制備方法和應用。

背景技術

超疏水技術是一種具有特殊表面性質的新型技術，具有防水、防霧、防雪、防污染、抗氧化、防腐蝕和自清潔以及防止電流傳導等重要特點，在科學研究和生產、生活等諸多領域中有極為廣泛的應用前景。在固體的表面實現超疏水性能，一般認為要具備兩個條件：極低的表面張力和微納粗糙結構。

納米氟化碳材料，特別是氟化碳量子點，具有超疏水、光致發光、低毒等優異的特征引起了研究者的極大興趣。目前為止，能夠發射熒光的超疏水薄膜材料還未被報道。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的技術缺陷，而提供發光超疏水膜及其制備方法和應用。

為實現本發明的目的所采用的技術方案是：

一種氟化碳量子點的制備方法，包括以下步驟：將碳源與溶劑加入到反應釜中密封反應，過濾得到的反應體系，得到濾液后除去溶劑，得到黑色固體粉末；將所述黑色固體粉末加入到氟化反應釜中，在F₂/N₂混合氣的環境下反應，得到氟化碳量子點。

優選的，所述碳源與溶劑于160～210℃條件下，在聚四氟乙烯水熱反應釜內進行反應，反應時間為6～24h。

優選的，所述碳源與溶劑的質量體積比為(10～500)mg：4mL，所述碳源為葡萄糖、蔗糖或麥芽糖。所述溶劑為無水乙醇、乙腈、乙酸乙酯。

優選的，通過調節F₂/N₂混合氣中氟體積濃度、所述黑色固體粉末與F₂/N₂混合氣的反應時間和反應溫度，可調節述氟化碳量子點中的氟碳比。

優選的，所述黑色固體粉末與F₂/N₂混合氣的反應溫度為0℃～200℃，反應時間為2～72小時。

優選的，所述F₂/N₂混合氣中氟體積濃度為5～90％。

優選的，所述氟化碳量子點的氟碳比為0.2～1.2。

優選的，所述步驟1中利用孔徑為0.22μm的濾膜對反應體系進行過濾。

本發明的另一方面，還包括一種基于所述氟化碳量子點的發光超疏水膜的制備方法，包括以下步驟：將所述的氟化碳量子點與第一溶劑混合超聲，得到混合溶液，然后將高分子聚偏氟乙烯分散到第二溶劑中后，加入到所述混合溶液中攪拌，配置成氟化碳量子點/聚偏氟乙烯的前驅體溶液，將所述前驅體溶液涂布在固體基質表面得到發光超疏水薄膜。

優選的，所述氟化碳量子點與第一溶劑的質量比為(0.0001～0.1):1，所述超聲時間為1-4小時，所述高分子聚偏氟乙烯與第二溶劑的質量比為(0.1～0.5)：1，攪拌溫度為40～60℃，攪拌時間4～12小時。

優選的，所述第一溶劑、第二溶劑均可為N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或N,N-二甲基乙酰胺。

優選的，所述前驅體溶液中聚偏氟乙烯的數均分子量為：88000。