[發明專利]一種聚硅氧烷改性碳量子點的合成方法

有效

• 申請號: 201711089630.0
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107794035B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 王科峰;魏偉;司丹杰;翟騰飛;瞿鵬;徐茂田
• 申請（專利權）人: 商丘師范學院
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/65;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 成都其高專利代理事務所(特殊普通合伙) 51244
• 代理人: 廖曾

本發明提供一種聚硅氧烷改性碳量子點的合成方法，包括以下步驟：1)將檸檬酸加入去離子水中，攪拌使其充分溶解；2)將聚硅氧烷乳液加入檸檬酸溶液中，攪拌均勻，然后置于120℃～180℃恒溫干燥箱中反應4h～12h，得淺黃色溶液；3)對淺黃色溶液進行抽濾，得到淺黃色透明狀濾液，并用去離子水將其稀釋100倍，即得到聚硅氧烷改性碳量子點。本發明合成的碳量子點具有合成原料廉價、操作簡單、熒光強度高、穩定性好、生物相容性好、無污染、無毒害作用等優點，在熒光探針、生物標記和成像、病理檢測等方面具有極大的潛在應用價值。本發明合成的碳量子點的熒光量子產率可高達80％以上。

技術領域

本發明屬于納米發光材料技術領域，具體涉及一種聚硅氧烷改性碳量子點的合成方法。

背景技術

碳量子點是繼富勒烯、碳納米管、石墨烯之后的另一種新型納米材料，碳量子點是指尺寸大小在10nm以下的準球形碳納米功能材料。碳量子點具有良好旳水溶性，優越的化學惰性，低毒性，易于功能化，獨特的發光特性，良好的生物相容性和抗光漂白性等優勢，因此碳量子點有望成為一種可替代熒光有機染料和傳統半導體量子點的理想熒光探針和生物標記材料，特別是在細胞標記和活體長時間動態可視化示蹤成像等醫學領域的應用具有獨特的優勢。

碳量子點的合成方法對碳量子點的熒光性能有著很大的影響，通常直接制備的碳量子點所發射的熒光顏色比較單一，熒光量子效率較低，同時經過短時間放置后熒光強度即大幅度衰減。表面修飾是提高碳量子點熒光性能的有效途徑，采用化學法對碳量子點進行表面修飾，鈍化試劑與碳量子點表面的羧基形成化學鍵，修復了碳量子點表面的缺陷，增強了碳量子點的熒光性能，同時還可以通過選取不同的修飾分子或控制接枝分子的數目調控熒光發射峰的位置和強度，從而拓寬碳量子點應用范圍。

目前用于碳量子點表面修飾的化合物種類比較單一，特別是所用的有機高分子只有氨基封端的聚乙二醇和聚乙烯亞胺，其他類有機高分子化合物則很少被用來修飾碳量子點，這與高分子化合物的水溶性差有密切關系。

因此，需要提供一種針對上述現有技術不足的改進技術方案。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術中針對制備的碳量子點所發射的熒光顏色比較單一，熒光量子效率較低，同時經過短時間放置后熒光強度即大幅度衰減，及用于碳量子點表面修飾的化合物種類比較單一等問題缺陷，提出一種聚硅氧烷改性碳量子點的合成方法。本發明利用高分子與表面活性劑形成的乳液體系有效解決高分子水溶性差的難題，實現其對碳量子點表面的修飾，豐富碳量子點表面修飾材料的種類，拓寬改性碳量子點在各個領域的應用范圍。

本發明的合成方法所用原料價格低廉、操作簡單、制備周期短，獲得的碳量子點具有熒光強度高且穩定、生物相容性好、無污染、無毒害作用等優點。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種聚硅氧烷改性碳量子點的合成方法，所述合成方法包括以下步驟：

1)制備檸檬酸溶液：將檸檬酸加入到去離子水中，攪拌至所述檸檬酸充分溶解入所述去離子水中；

2)將聚硅氧烷乳液加入至步驟1)中的所述檸檬酸溶液中，攪拌均勻得混合液，然后將所述混合液置于恒溫干燥箱中進行水熱反應，得淺黃色溶液；

3)對步驟2)中的所述淺黃色溶液進行抽濾，得淺黃色透明狀濾液，并用去離子水將所述淺黃色透明狀濾液稀釋，即得到聚硅氧烷改性碳量子點溶液。

如上所述的合成方法，優選地，步驟1)中，將2g的所述檸檬酸溶于25ml的去離子水中。

如上所述的合成方法，優選地，步驟2)中，將體積為5～25mL的所述聚硅氧烷乳液加入到所述檸檬酸溶液，攪拌均勻得混合液，取30mL所述混合液置于反應釜聚四氟乙烯內襯中進行水熱反應。優選地，步驟2)中，將體積為12.5mL的所述聚硅氧烷乳液加入到所述檸檬酸溶液，攪拌均勻得混合液。