[發明專利]一種高色質熒光碳納米點的制備及調控方法

有效

• 申請號: 201811515021.1
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109504375B
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 曲丹;孫再成
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y20/00;B82Y40/00;H01L33/50
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種高色質熒光碳納米點的制備及調控方法，涉及發光納米材料領域。將二胺類化合物、酚類化合物溶解于溶劑A中進行混合，并裝入反應釜，將溫度控制在100?300℃下進行溶劑熱反應2?48小時；得到具有高色質的熒光碳納米點，然后進行提純。可以獲得具有高色質的熒光碳納米點，其CIE色品坐標為(0.33,0.33)，CRI值高達93，CCT為5453K，標準的白光發射，熒光光譜范圍在380?700nm的覆蓋范圍內，與標準太陽光光譜匹配程度可以達到85％?114％。

技術領域

本發明涉及發光納米材料領域，更具體地，涉及高色質、多色熒光碳納米點的制備、純化及應用。

背景技術

碳元素作為自然界中存在最為廣泛的元素，以各種各樣的形式構成了人類賴以生存的地球。隨著納米技術的不斷發展，碳納米材料因為其具備諸多光、磁、電、熱、聲等性質備受關注，發展迅速。尤其是碳納米家族中冉冉升起的新星熒光碳點，其熒光穩定、耐光漂白(Small 2012,8:281-290.)；激發光譜寬而連續(J.Am.Chem.Soc.2006,128:7756-7757.)；發射波長可調(Adv.Mater.2017,29:1604436.)等更成為其獨特的優勢。2004年，科研人員在純化單壁碳納米管時首次發現了發射熒光的碳納米粒子(J.Am.Chem.Soc.2004,126:12736-12737.)；2006年，被正式命名為碳納米點(J.Am.Chem.Soc.2006,128:7756-7757.)；在熒光碳納米點飛速發展的14年時間里，有超過25000篇關于碳納米點的工作被全世界的科研工作者廣泛報道(Web of Science)，但是對于長波長發射的高效碳納米點的研究仍然存在著很多挑戰。如何使用成本低廉且綠色環保的原料，通過簡單的工藝、安全且高效的制備與太陽光譜匹配度極高的碳納米點，并且減少對人眼有害的藍光的存在，同時可以實現調控的碳納米點，這些都是目前研究者們研究的重點。目前，制備與太陽光譜匹配度極高的碳納米點，并且減少對人眼有害的藍光的存在，同時可以實現調控的碳納米點的報道還是比較少見。因為藍光的規避，紅光的拓展等都是難以攻克的問題，因此發明高色質熒光碳納米點的制備及純化方法具有很重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供高色質熒光碳納米點的制備及純化方法，該熒光碳納米點制備方法成本低廉，純化過程簡單，可以獲得具有高色質的熒光碳納米點，其CIE色品坐標為(0.33,0.33)，CRI值高達93，CCT為5453K，標準的白光發射，可以應用于白光LED的制備。并且，所獲得熒光碳納米點的熒光光譜范圍在380-700nm的覆蓋范圍內，與標準太陽光光譜匹配程度可以達到85％-114％，相較于商業的用于LED制備的熒光材料，其藍光含量極低，非常有利于對于人眼視力的保護，成為開辟健康光源的新選擇。而且所獲得的碳點可以分散在有機溶劑中，可以應用于制備LED器件、催化、生物醫學、傳感、防偽等相關領域中。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種高色質熒光碳納米點的制備，其特征在于，將二胺類化合物、酚類化合物溶解于溶劑A中進行混合，并裝入反應釜，將溫度控制在100-300℃下進行溶劑熱反應2-48小時；得到具有高色質的熒光碳納米點，其CIE色品坐標為(0.33,0.33)，CRI值高達93，CCT為5453K，標準的白光發射，可以應用于白光LED的制備。并且，所獲得熒光碳納米點的熒光光譜范圍在380-700nm的覆蓋范圍內，與標準太陽光光譜匹配程度可以達到85％-114％。

優選地，二胺類化合物和酚類化合物的摩爾比為0.1-10：1。

二胺類化合物選自苯二胺、鄰苯二胺、間苯二胺、對苯二胺、萘二胺等；酚類化合物選自苯酚、鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚、萘二酚、間苯三酚等；溶劑A選自單獨一種、或兩種、兩種以上的任意混合溶劑，選自甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛等醇類、其他溶劑如：丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二氧六環、四氫呋喃、甲苯、氯仿等；