[發明專利]一種純碳納米點及其制備方法、LED光源

有效

• 申請號: 201810266517.3
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108587614B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 周鼎;曲松楠
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y20/00;B82Y40/00;H01L33/50
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發明公開了一種純碳納米點及其制備方法、LED光源。本發明公開的純碳納米點的制備方法包括步驟：向去離子水中加入無機鹽、多羥基化合物和氨基化合物，溶解，真空加熱，得純碳納米點；所述無機鹽多羥基化合物和氨基化合物的質量比為0.1?2：0.1?5：1。本發明公開的技術方案實驗操作簡便，危險性小，并且具有良好的實驗重復性，可以批量生產，同時得到的碳納米點的發光強度高。

技術領域

本發明涉及碳鈉米點技術領域，尤其涉及一種具有高效發光的純碳納米點及其制備方法和一種LED光源。

背景技術

碳納米點是一種基于碳材料的新型熒光物質，其具有很多優點，例如，制備成本低、熒光量子效率高、低生物毒性等，進而被應用在諸多領域中，如智能材料、光伏和光電裝置、傳感器、生物熒光標記等，因此逐漸成為一類十分有應用前景的材料。

在現有技術中，碳納米點可以通過多種方法進行制備，如激光消融法、電化學法、電弧放電法、熱解法、超聲和微波法。但是目前這些方法制備出的碳納米點的尺寸較難實現均一化，而不同粒徑的碳納米點通常具有不同能帶帶隙，最終導致所制備得到的碳納米點在聚集態時由于不同能級間的能量傳遞導致熒光淬滅。無法實現高亮度的碳納米點固態薄膜以及體相材料，極大地限制了碳納米點材料在固態發光體系中的應用。

現有技術中公開有一種碳納米點摻雜氯化鈉的微米晶材料的制備方法，包括步驟：1)足量的氯化鈉晶體加入到綠光發射碳納米點溶液中，加熱攪拌，制備成綠光碳納米點的氯化鈉飽和溶液；2)將得到的飽和容易經過冷卻、提純、晾干和研磨得到碳納米點摻雜氯化鈉的微米晶材料。所述綠光發射碳納米點溶液的制備方法：11)將預設量的檸檬酸和尿素混合溶解在去離子水中，得到無色透明的溶液；12)將無色透明的溶液加熱預設時間，得到棕褐色粘稠狀液體；13)將粘稠狀液體烘干，溶液在去離子水中，再進行離心處理，去掉不溶的碳納米點顆粒，得到綠光發射的碳納米點。這種方法獲得的碳納米點在溶液中熒光量子效率低，且具有嚴重的聚集誘導熒光猝滅現象，因而無法制備純碳納米點高效發光薄膜及固體材料。

現有技術中公開有一種氮、硫、銅共摻雜碳納米點以含多羧基或多羥基的有機化合物為碳源，以氨基化合物為氮源，以含硫基的化合物為硫源，以亞銅化合物為銅源，通過微波法制備而成或者經硅烷表面改性后，通過微波法制備而成；碳納米點的粒徑為8nm-15nm。這種碳納米點水溶性差，只能以粉末狀形態存在，無法制備成高效透明發光薄膜，進而限制其進一步應用。

現有技術中公開有一種碳納米點，該碳納米點是以含多羧基或多羥基的有機化合物為原料，或以氨基酸為原料，以尿素為表面鈍化劑制備而成的，步驟如下：①尿素與含多羧基或多羥基的有機化合物，或氨基酸按質量比0.1:1-4:1配制成水溶液；②將①所制備的水溶液通過微波加熱反應獲得棕黑色固體；③得到的棕黑色固體經真空加熱，除去殘留的小分子化合物，即得到碳納米點；所述碳納米點表面具有酰胺基團和羧基基團。但是，由于微波加熱過程無法實現均勻加熱，其中局部加熱溫度過高導致過度碳化，形成難溶性的無光材料，而局部溫度過低則碳化不完全，無法形成碳納米點。最終使得碳納米點尺寸不均一，在固態下，存在能量傳遞，進而聚集誘導熒光猝滅，難于實現高效固態發光。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種具有高效發光的純碳納米點及其制備方法和在激光中應用，本發明提供的純碳鈉米點能夠解決碳納米點的尺寸不均一的問題且克服了聚集態時的聚集誘導熒光猝滅。

在第一方面，本發明提供了一種純碳納米點的制備方法，包括步驟：向去離子水中加入無機鹽、多羥基化合物和氨基化合物，溶解，真空加熱，得純碳納米點；所述無機鹽多羥基化合物和氨基化合物的質量比為(0.1-2)：(0.1-5)：1。

可選地，在一些實施例中，所述制備方法包括步驟：向去離子水中加入無機鹽、多羥基化合物和氨基化合物，待充分溶解后，烘干，再真空加熱，得純碳納米點。