[發明專利]自由基引發劑在調控碳點熒光最大發射波長中的應用

有效

• 申請號: 202011002283.5
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112175611B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 李季;王玉玉;王學川;張苑
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y20/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 劉華

本發明研究了不同自由基引發劑在調控碳點熒光最大發射波長中的應用。與傳統方法通過使用不同溶劑的極性來調控碳點熒光顏色方式不同，本專利通過選擇不同的自由基引發劑和控制引發劑的用量，在合適的引發條件下可得到熒光顏色各異的碳點溶液。本發明在制備已知紅色熒光碳點的基礎上對其進行熒光顏色的調控，實現碳點由紅至橙到黃最后變綠的過程。該發明方法具有操作步驟簡單、快速、高效、反應條件溫和、碳點光學性質穩定等特點。

技術領域

本發明屬于碳點發光技術領域，具體涉及自由基引發劑在調控碳點熒光最大發射波長中的應用。

背景技術

熒光碳量子點自2004年被發現以來，由于其良好的水溶性，生物兼容性，生物低毒性，可作為良好電子受體和獨特的光學特性，而在離子檢測，生物成像、催化、光電轉化等領域具有巨大應用前景。在碳量子點光學特性機理方面存在著眾多的解釋，很多研究工作通過觀察碳量子點的粒徑、表面狀態以及雜原子摻雜等方法，論證碳量子點光學特性的規律方法。其中，反應溶劑和前驅體是決定碳量子點光學性質的重要因素，通過改變溶劑以及前驅體可以調控碳量子點發射波長。本發明是在已制備的紅色熒光碳量子點溶液的基礎上，加入不同種類的自由基引發劑，通過加熱或紫外光輻射的方式誘發不同種類自由基對熒光最大發射波長進行調控。

發明內容

本發明的目的是擬通過引發劑調控一種碳點的熒光顏色，通過控制引發劑的種類、引發方式以及引發劑的加入量實現多種熒光顏色的調控。

為達到本發明的目的，在已經制備的紅色碳點溶液（以下可簡寫為p-CDs）的基礎上，本發明的技術方案包括以下步驟：1.通過加入偶氮二異丁腈（AIBN）對紅色碳點的熒光顏色進行調控；2.通過加入2.2,2-偶氮二（2-甲基丙基咪）二鹽酸鹽（V-50）對紅色碳點的熒光顏色進行調控；3.通過加入其他水溶性引發劑對紅色碳點的熒光顏色進行調控。

自由基引發劑在調控碳點熒光最大發射波長中的應用，本發明在制備已知紅色熒光碳點溶液的基礎上，通過加入不同的引發劑，對其熒光進行調控，其步驟如下：

1）偶氮二異丁腈（AIBN）對紅色碳點的熒光顏色調控

在6 mL的乙醇溶液中加入50-60 μL濃度為4 mg/mL的紅色碳點溶液，隨后向其加入0-90 mg偶氮二異丁腈（AIBN）引發劑，在60-70 ℃烘箱中反應12-24 h，得到熒光顏色各異的碳點溶液。

2）2,2-偶氮二（2-甲基丙基咪）二鹽酸鹽（V-50）對紅色碳點的熒光顏色調控

在5mL的水溶液中加入50-60 μL濃度為4 mg/mL的紅色碳點溶液，隨后向其加入0-50 mg的V-50引發劑，在60-70 ℃烘箱中反應12 h或在395 nm紫外燈下照射3-12 h，得到熒光顏色各異的碳點溶液。

3）其他引發劑對紅色碳點的熒光顏色調控

在6 mL的水溶液中加入60 μL濃度為4 mg/mL的紅色碳點溶液，隨后向其加入0-10mg其他種類的引發劑，在60-70 ℃烘箱中反應0-12 h，得到熒光顏色各異的碳點溶液。

步驟中所述紅色碳點溶液的質量分數為4 mg/mL。

偶氮二異丁腈（AIBN）為油溶性引發劑，10 h半衰期溫度為65 ℃。

2,2-偶氮二（2-甲基丙基咪）二鹽酸鹽（V-50）為水溶性的光引發劑，10 h半衰期溫度為56 ℃。

其他類引發劑包括α-酮戊二酸、過硫酸銨和過硫酸鉀，且均為水溶性引發劑。除實施例列舉的引發劑外，還將包括其他自由基引發劑，如：過氧化環己酮、過氧化二苯甲酰、叔丁基過氧化氫等有機過氧化物引發劑；偶氮二異庚腈等偶氮類引發劑。

采用偶氮類與α-酮戊二酸為調控劑，以加熱或紫外光輻射為引發方式。

具體為：