[發(fā)明專利]一種碳點墨水及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711136053.6
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN107974131B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王耀;李雪艷;李皓;周國富
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué);深圳市國華光電科技有限公司;深圳市國華光電研究院
• 主分類號: C09D11/50
• 分類號: C09D11/50;C09D11/16;G06F21/60
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明

本發(fā)明公開了一種碳點墨水及其制備方法和應(yīng)用，以陽離子型聚合物電解質(zhì)和陰離子型聚合物電解質(zhì)為原料得到碳點，然后以自組裝的方式制備碳點墨水，制備成本低廉、制備工藝簡單、綠色環(huán)保，相較于傳統(tǒng)的熒光墨水，本發(fā)明制備得到的碳點墨水具有更高的穩(wěn)定性，在數(shù)據(jù)信息加密和印刷顯示等領(lǐng)域中具有很大的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及碳納米材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種碳點墨水及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

經(jīng)濟、軍事、政治和日常生活中的信息安全問題越來越受到人們的重視。近幾年來，科研人員開發(fā)了一系列相關(guān)技術(shù)，如電漿安全標簽、磁響應(yīng)和發(fā)光成像等來保護這些重要、有價值的數(shù)據(jù)不被破壞和偽造。其中，熒光成像具有許多顯著的優(yōu)勢，包括制備簡便、易于操作和高產(chǎn)率等，被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)保密。

熒光成像能成為數(shù)據(jù)記錄、保密和防偽的一項有力技術(shù)，主要源于多種多樣熒光材料的出現(xiàn)。據(jù)報道，一些熒光材料如熒光晶體、過渡金屬配合物、染料等可通過外部機械、熱以及蒸汽刺激技術(shù)應(yīng)用于光學(xué)數(shù)據(jù)記錄、設(shè)備保護、傳感器矩陣等。但是大多數(shù)材料潛在的生物毒性、低耐光性、高成本以及低穩(wěn)定性阻礙了其實際應(yīng)用。

作為一種新興的納米材料，熒光碳點因其環(huán)保、強化學(xué)惰性、低毒性、極好的生物相容性、卓越的化學(xué)光穩(wěn)定性以及優(yōu)異的光電性能等獨特的優(yōu)勢，最近在生物成像、光催化、傳感、光電設(shè)備和其它應(yīng)用方面受到了越來越多的關(guān)注。目前大量的研究都集中在碳點的制備上。其中，碳前驅(qū)體的水熱反應(yīng)以其綠色、經(jīng)濟以及操作簡單的優(yōu)勢被越來越廣泛利用。通過水熱合成的大部分碳點都具有親水基團，所以都能很好的溶于水，這種特性非常有利于如生物成像、醫(yī)學(xué)診斷和墨水成像等應(yīng)用。但是，這類碳點通常由于碳點表面基團和基底間較弱的范德華力和親和力導(dǎo)致材料對水或有機溶劑的嚴重不穩(wěn)定性，從而無法在濕度、溫度隨時改變的環(huán)境中實際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種碳點墨水的制備方法，成本低廉，制備過程簡單、高效，制備得到的碳點墨水環(huán)保、穩(wěn)定性高，能夠應(yīng)用于數(shù)據(jù)信息加密和印刷顯示等領(lǐng)域。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種碳點墨水的制備方法，包括以下步驟：

取陽離子型聚合物電解質(zhì)，加入溶劑，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中進行反應(yīng)得到溶液一；

取透析袋對溶液一進行透析，收集滲透袋外部的溶液，干燥得到碳點一；

取陰離子型聚合物電解質(zhì)，加入溶劑，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中進行反應(yīng)得到溶液二；

取透析袋對溶液二進行透析，收集滲透袋外部的溶液，干燥得到碳點二；

取碳點一加入溶劑配制成溶液三，取碳點二加入溶劑配制成溶劑四，混合溶液三和溶液四制備得到碳點墨水，所述溶液三的離子所帶電荷數(shù)與所述溶液四的離子所帶電荷數(shù)相同。

優(yōu)選地，所述陽離子型聚合物電解質(zhì)為聚丙烯胺鹽酸鹽、聚乙烯亞胺、聚二烯丙基二甲基氯化銨中的至少一種。

優(yōu)選地，所述陰離子型聚合物電解質(zhì)為聚苯乙烯磺酸鈉、聚丙烯酸中的至少一種。

優(yōu)選地，所述溶劑為去離子水。

優(yōu)選地，所述透析袋的截留分子量≤3500。

優(yōu)選地，在反應(yīng)釜中反應(yīng)的溫度為150～250℃。

優(yōu)選地，在反應(yīng)釜中反應(yīng)時間為≥5h。

優(yōu)選地，透析的時間為≥48h。

本發(fā)明還提供一種碳點墨水，由上述的碳點墨水的制備方法制得。

上述的碳點墨水在數(shù)據(jù)信息加密和印刷顯示領(lǐng)域中的應(yīng)用。

本發(fā)明的有益效果是：