[發(fā)明專利]一種用于比色識別pH的量子點的制備方法

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• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN111977634A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵偉;江蕾;劉佳;何思蕊;何姝
• 申請（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15;C09K11/65;B82Y20/00;B82Y40/00;G01N21/80
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本發(fā)明公開了一種用于比色識別pH的量子點的制備方法，屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以常見的小分子為原料，包括如下步驟：1)稱取一定量的尿素溶于去離子水中，加入一定量的對苯二胺，超聲得到澄清溶液；2)將上述澄清溶液轉(zhuǎn)移至PTFE內(nèi)襯的水熱反應(yīng)釜，并將反應(yīng)釜置于馬弗爐中反應(yīng)；3)反應(yīng)結(jié)束后，待反應(yīng)液體冷卻至室溫后，對其進行過濾、透析等處理，得到澄清的量子點水溶液；4)將上述量子點水溶液進行冷凍干燥得到量子點粉末。本發(fā)明制備的量子點在不同pH環(huán)境下，顯示出不同的顏色，并且通過肉眼可直接清晰觀察，可應(yīng)用在pH的檢測與傳感、食品、生物檢測等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米功能材料領(lǐng)域，具體地說，涉及一種用于肉眼比色識別的具有pH響應(yīng)性的量子點的制備方法。

背景技術(shù)

近些年來，關(guān)于量子點的研究成為材料領(lǐng)域科研工作者們的研究熱點。量子點是一類零維材料，其各個維度上的尺寸都為納米級別，尺寸上的優(yōu)勢賦予其獨特的性質(zhì)，例如：光致發(fā)光，化學(xué)穩(wěn)定性，優(yōu)異的生物相容性和無毒性。常見的量子點一般是由半導(dǎo)體材料組成，又稱為半導(dǎo)體納米晶體，是介于分子與晶體之間的一種過渡態(tài)，具有獨特的光學(xué)性質(zhì)和電學(xué)性質(zhì)，如熒光強度高、耐光漂白、激發(fā)波長范圍比較寬、發(fā)射峰形比較窄、發(fā)射波長可調(diào)控等特點，但是半導(dǎo)體量子點的毒性和潛在的危害性限制了它的應(yīng)用。近年來，硅量子點、碳量子點以及貴金屬納米簇的出現(xiàn)，進一步拓寬了量子點的范疇。新型量子點的開發(fā)，為尋找適合于生物標記、疾病探測以及藥物輸送等生物化學(xué)領(lǐng)域中所需的優(yōu)異納米材料帶來了可能，具有重要的研究意義。

碳量子點作為其中重要的一員，具有良好的生物相容性、化學(xué)穩(wěn)定性。近來，基于碳量子點的刺激響應(yīng)的光學(xué)傳感器因其快速的響應(yīng)時間以及簡單的操作而備受關(guān)注。尤其是關(guān)于pH和溫度的傳感系統(tǒng)，因為pH和溫度是一類重要的基本參數(shù)，在環(huán)境、食品以及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都有重要的意義。但是，通常它們的感應(yīng)范圍較窄，且測試結(jié)果不容易捕捉。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種用于比色識別pH的量子點的制備方法，并用于直接肉眼比色的方式判斷pH值，此制備方法操作簡便，且其比色結(jié)果具有可靠性。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，是以尿素和對苯二胺為原料，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

1)稱取一定量的尿素溶于去離子水中，加入一定量的對苯二胺，超聲得到澄清溶液；

2)將上述澄清溶液轉(zhuǎn)移至PTFE內(nèi)襯的水熱反應(yīng)釜，并將反應(yīng)釜置于馬弗爐中反應(yīng)一定時間；

3)反應(yīng)結(jié)束后，待反應(yīng)液體冷卻至室溫后，對其進行過濾、透析等處理，得到澄清的量子點水溶液；

4)將上述量子點水溶液進行冷凍干燥得到量子點粉末。

所述的用于比色識別pH的量子點的制備方法，尿素和對苯二胺的質(zhì)量比為1∶1-1∶5；

所述的用于比色識別pH的量子點的制備方法，反應(yīng)溫度為180-260℃；

所述的用于比色識別pH的量子點的制備方法，反應(yīng)時間為8-36h；

所述的用于比色識別pH的量子點的制備方法，所使用的過濾孔徑為0.22-0.45μm；

所述的用于比色識別pH的量子點的制備方法，透析袋的截留分子量為7000-14000Da，透析時間為3-15天。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

1)本發(fā)明所使用的方法簡單，原料易得，對環(huán)境友好且成本低；

2)本發(fā)明制備的量子點具有良好的粒徑分布，尺寸均一；

3)本發(fā)明制備的量子點具有良好的分散性和穩(wěn)定性，可分散于不同pH值的水溶液中；