[發(fā)明專利]一種紅色熒光碳量子點、和其制備方法及應用

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• 申請日: 2019-05-13
• 公開（公告）號: CN111925792A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設計）人: 王建穎;王珺;王賢保
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y20/00;B82Y40/00;G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種紅色熒光碳量子點，制備方法及其應用，其含有C，N，O，三種元素，表面含有羥基、氨基及C＝C官能團，粒徑為1?5nm之間、晶面間距為0.21nm。合成步驟如下：(1)稱取木質素(脫堿)和對苯二胺，溶于乙醇中，通過超聲分散使這三種物質均勻混合，得到分散均勻的溶液；(2)將上述混合溶液轉移至50mL反應釜中，在150?200℃下反應6?10h；反應結束后冷卻至室溫，將所得溶液以適當?shù)霓D速離心8?10min以去除底部大顆粒雜質。本發(fā)明制備了一種碳基熒光檢測材料，合成方法簡單，制備過程環(huán)保、不會對環(huán)境產(chǎn)生危害，可以快速檢測有機溶劑如乙醇、二甲基亞砜、N，N?二甲基甲酰胺、四氫呋喃、丙酮、乙醚、氯仿中的含水量，操作簡單，檢測高效，可比色定量檢測。

技術領域

本發(fā)明涉及一種碳量子點的合成技術領域，尤其涉及碳量子點檢測在不同有機溶劑中水含量的檢測的技術領域。

背景技術

有機溶劑中的水含量會在很大程度上影響化學反應的進行，甚至會決定反應物的種類，產(chǎn)率及副產(chǎn)物，即便是微量，甚至痕量的水的存在也可能會對合成反應及最終產(chǎn)品造成相當大的影響。因此，無論在基礎科研領域，還是技術開發(fā)、生產(chǎn)應用領域，有機溶劑中含水量的檢測的顯得尤為重要。此外，有機溶劑中的水含量也是醫(yī)藥化工、食品塑料、合成纖維等產(chǎn)品中的最為重要指標之一。綜上，有機溶劑中水含量的測定是最常遇見的分析問題之一。

有機溶劑中水含量的傳統(tǒng)的檢測分析方法有很多，比如電感耦合，原子吸收光譜法等離子質譜法。但是這些分析方法通常需要精密昂貴的儀器，因而影響了這類分析方法在實際中的應用。熒光傳感技術由于其在檢測重金屬離子方面表現(xiàn)出的較高靈敏度和較快檢測速度而成為了一種新興的檢測技術。同時熒光傳感技術還具有成本低，易操作，簡便和選擇性高的優(yōu)點，從而被廣泛應用。而熒光傳感材料的開發(fā)則是目前研究的熱點之一。

近年來，碳基熒光材料已經(jīng)引起了廣泛的關注，主要包括碳量子點、石墨烯量子點和聚合物點。碳量子點作為碳基熒光材料的一員，由于其具有良好的光電性能和化學性質，從而在光催化，傳感器，印刷油墨，藥物傳輸，生物成像和環(huán)境監(jiān)測等方面實現(xiàn)了應用。但是，目前碳量子點多用于金屬離子的傳感，而對有機溶劑中含水量的檢測還少有報道，并且可適用的有機溶劑種類多，顏色變化寬。

發(fā)明內容

針對上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的第一目的是提供一種紅色熒光碳量子點，其含有C，N，O，三種元素；表面含有羥基、氨基及C＝C官能團；粒徑為1-5nm，晶格為0.21nm。

本發(fā)明的第二目的是提供一種紅色熒光碳量子點的制備方法，包括以下步驟：(1)分別稱取質量比為5∶1至1∶5的對苯二胺和木質素(脫堿)，溶于乙醇，通過超聲將這三種物質混合均勻，得到混合溶液；(2)將上述混合溶液倒入反應釜中，在150-200℃下反應6-10h；然后將所得混合液在離心機中離心分離，去掉雜質，獲得最終產(chǎn)物。

本發(fā)明第三目的是提供一種極性溶劑和非極性溶劑檢測技術。

相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

(1)本發(fā)明木質素(脫堿)為碳源，其是從植物中提取出來的天然有機物，安全無毒環(huán)境友好，再用對苯二胺作為氮摻雜，得到了氮摻雜碳量子點，通過紅外和X射線光電子能譜分析表征了上述表面官能團豐富的碳量子點，通過熒光檢測識別溶劑及溶劑中痕量的水的檢測。

(2)根據(jù)相對熒光強度、峰位與溶劑中的水含量擬合出來的線性方程可以得出該碳量子點傳感器對溶劑檢測效應的優(yōu)良程度。

(3)相比于現(xiàn)有的檢測技術，本發(fā)明中的碳量子點熒光檢測方法，合成路線非常簡單，且合成方法綠色環(huán)保，后處理方便；檢測裝置簡單快捷，且檢測靈敏度高、有些溶劑可以實現(xiàn)千分之一水含量的有效檢測且熒光強度很高，還可通過顏色變化即可定性判斷有機溶劑中的水含量。

附圖說明

圖1為在365nm紫外燈下碳點溶液的光學照片；