[發明專利]一種時間響應變色磷光碳點油墨及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011190879.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112500740B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 談靜;孟帥;李奇軍;任旭東
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C09D11/50
• 分類號: C09D11/50;C09D11/30;C09K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種時間響應變色磷光碳點油墨及其制備方法和應用，屬于發光材料制備技術領域；在本發明中，以含有共軛氮雜環的小分子為原料，通過一步溶劑熱法制備得到時間響應變色磷光碳點油墨，該方法簡易、短時且高效率；所述時間響應變色磷光碳點油墨在395nm波長光激發后，磷光顏色隨著時間推移由橙色轉變為綠色，能夠很好的用于多彩顯示、安全防偽領域。

技術領域

本發明屬于發光材料制備技術領域，具體涉及一種時間響應變色磷光碳點油墨及其制備方法和應用。

背景技術

傳統的磷光材料多為無機物和含Ir、Pt 、Ru 等貴金屬的有機配合物。然而含有貴金屬的磷光材料通常存在資源有限、柔性差、制備能耗高等缺點，很難進行實際應用；而不含貴金屬的純有機磷光材料通常存在合成過程復雜、結構難控等缺點，并且無論是有機材料還是無機材料都較難做成墨水，這極大的限制了材料的應用。

碳點（CDs）是一類由碳內核和外層官能團組成的新型零維磷光材料。與傳統的磷光材料相比，CDs具有綠色環保、制備工藝簡單、合成成本低以及尺寸小等優點，且CDs合成原料可選擇性廣泛、合成方法便捷、靈活，研究者可通過反應原料的選擇、反應條件的控制，調變CDs的能級結構，進而調控其發光性能。但由于缺乏有效的材料設計策略，時間響應變色磷光CDs還未見報道。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種時間響應變色磷光碳點油墨及其制備方法和應用。在本發明中，以含有共軛氮雜環的小分子為原料，通過一步溶劑熱法制備得到時間響應變色磷光碳點油墨，該方法簡易、短時且高效率。

本發明首先提供了一種時間響應變色磷光碳點油墨，所述時間響應變色磷光碳點油墨在395nm波長光激發后，磷光顏色隨著時間推移由橙色轉變為綠色。

本發明還提供了上述時間響應變色磷光碳點油墨的制備方法，具體包括如下步驟：

將含有共軛氮雜環的小分子和溶劑混合，然后將混合溶液在120~350℃下水熱反應，冷卻、離心、冷凍干燥，得到時間響應變色磷光碳點；將時間響應變色磷光碳點溶于溶劑中，得到所述時間響應變色磷光碳點油墨。

進一步的，所述含有共軛氮雜環的小分子為左氧氟沙星、葉酸、核黃素中的任一種。

進一步的，所述溶劑為水、乙醇或DMF中的任一種。

進一步的，所述混合溶液中，含有共軛氮雜環的小分子和溶劑質量體積比為1:200~1000。

進一步的，所述水熱反應的時間為1~8h。

進一步的，所述時間響應變色磷光碳點油墨的濃度為0.1~5mg/ml。

本發明中，還提供了上述時間響應變色磷光碳點油墨在安全防偽中的應用，所述時間響應變色磷光碳點油墨用于在人民幣、護照防偽標志和3D編碼中的應用。

本發明中所述時間響應變色磷光碳點油墨在多彩顯示中的應用。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明以含O、N等雜原子的小分子為原料，一步水熱法合成了全新的時間響應變色磷光碳點油墨材料。本發明所述時間響應變色磷光碳點油墨材料的制備方法簡單，合成所用原料容易獲取，反應條件溫和，產率高，且綠色無污染，毒性低，適合批量生產。

本發明填補了具有時間響應變色性能磷光碳點材料的空白，現有技術中做不到碳點的時間響應變色磷光發射。本發明制備的時間響應變色磷光碳點具有N雜環和芳香羰基等基團，形成了N和O相關的雙磷光發光中心。O相關三重態具有較低的帶隙能夠發射紅色磷光，有效區分了N相關三重態所發的綠色磷光。此外，這兩種發光中心具有不同但可比擬的衰減速率。基于上述作用實現了碳點的時間響應變色磷光發射，解決了時間響應變色磷光碳點難制備的問題。并且本發明制備的碳點易溶于水，易做成水性墨水用于噴墨打印。

附圖說明