[發明專利]一種多色熒光碳量子點及其制備方法和在熒光防偽油墨中的應用

在審

• 申請號: 201910634566.2
• 申請日: 2019-07-15
• 公開（公告）號: CN110330969A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 甘志星;胡宇靜
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y20/00;B82Y30/00;C09D11/50
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 沈進

本發明公開了一種多色熒光碳量子點及其制備方法和在熒光防偽油墨中的應用，該方法采用檸檬酸和半胱氨酸作為原料，采用熱解法，通過一步反應制得氮元素、硫元素修飾的多色熒光碳量子點。得到的這種碳量子點可以不同條件下發出明亮的多色熒光。并且碳量子點顆粒尺寸很小（30納米以下），配制得到的油墨，可以直接用于高速打印機。本發明制備工藝簡單，所選擇的原料都不含有金屬有毒元素，不會對環境和人體造成傷害，生產成本低，技術要求低，可應用于紙幣防偽、各類票券防偽、商標防偽和信息加密等。

技術領域

本發明涉及一種多色熒光碳量子點及其制備方法和在熒光防偽油墨中的應用，具體涉及一種不含金屬有毒元素的多色碳量子點及其制備方法以及這種多色量子點在熒光防偽油墨的應用，屬于納米材料制備技術領域、防偽油墨領域。

背景技術

在當今社會，大量的假冒偽劣產品充斥市場，己成全球性經濟的公害。在我國，因假冒偽劣產品所造成的直接或間接經濟損失每年高達數千億元，已嚴重損害了生產者和消費者的權益。為保護消費者的權益和商家自身的經濟利益，各種防偽方式和產品應運而生。

防偽是指在一定范圍內能準確鑒別真偽并不易被仿制和復制的技術。一般來說，防偽技術應具有下列特點：難以復制和仿制、易于檢驗、防偽產品本身價格合理。其中，難以被復制要求防偽技術具備很高的技術難點，具有獨特的核心工藝和原理；易于檢測要求所開發的防偽技術，利用一些較簡單的設備就可以觀察到所設計的防偽標示，快速分辨出來真假標簽。

熒光油墨是指在紫外（或紅外）光照射下，能發出可見光(400-800 nm)的特種油墨。熒光油墨以其具有穩定性好、印刷方便、成本低、識別方便、可靠性高以及隱蔽性好等優勢，成為各國紙幣、有價證券、商標的首選防偽技術。但對于目前所用較多的熒光油墨本身來說，它們也有著其自身的缺陷，例如熒光劑或連結料有毒污染環境、熒光色純度低等。隨著人們對環保的追求以及對提高生產效率的要求，熒光油墨的研制也勢必要在新材料、新技術等領域進行創新。

先進的防偽技術在抑制假冒偽劣產品方面可以發揮重要作用。目前主要的防偽技術有金屬條碼防偽、數碼防偽、油墨防偽、精密版紋防偽、原子核雙卡防偽、熱色液晶防偽、高溫變色防偽、可記憶型熱敏防偽等。熒光油墨技術應用于防偽包裝是通過改變油墨的配方，或者在普通的油墨中添加一些特殊的敏感材料，如光敏材料、熱敏材料、磁性材料等而實現的。相比于其他類型的防偽油墨，熒光防偽油墨技術的特點是實施簡單、成本低、隱蔽性好、色彩鮮艷、檢驗方便、重現性好。

目前熒光防偽油墨常見的兩類有：有機熒光染料和稀土摻雜的熒光染料兩類。從制備和使用方面來講，有機熒光染料抗漂白能力弱，穩定性比較差，對于環境和人體存在危害；稀土摻雜的熒光染料盡管是有比較寬的發射譜、熒光效率高、穩定性好等優點，但是一般都需要比較復雜的制備工藝，稀土材料稀缺、昂貴，相對在成本上的消耗要大一些。張曉安研究組以不同的氯代烴（三氯甲烷、二氯甲烷）和不同的胺類（二乙胺、乙二胺）為反應原料，在沸騰回流60 h的條件下制備了兩類熒光碳量子點，并將其中一種在長波處具有較高發射強度的碳量子點應用于多重防偽油墨的構建中。但此法所用反應物具有較大的毒性，且反應時間較長。

制備熒光碳量子點的方法非常多，涉及到的原料也各種各樣。但是，各種方法還有壞境危害大、耗時長、步驟繁瑣等缺點，并且，目前獲得的碳量子點的發光量子產率還有待提高，發光顏色也比較單一，用于防偽領域，很容易就被仿制。因此，開發快速、高效、綠色的制備方法，合成具多種波長且高熒光量子產率的納米材料，并將其應用于熒光防偽油墨的研制具有重要意義。

發明內容

針對目前存在技術中的不足，本發明提供了一種多色熒光碳量子點的制備方法，同時提供了這種多色熒光碳量子點在防偽油墨中的應用方案，在辨別假冒偽劣產品方面有很好的應用價值和前景。

本發明采用的技術方案如下：一種多色熒光碳量子點的制備方法，包括如下步驟：