[發明專利]一種白光發射碳量子點的制備方法

有效

• 申請號: 202110047609.4
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112724961B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 柴娜娜;胡晨霞;徐輝;王煜;馬特奇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63653部隊
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/65;C07F15/00;C09K11/06;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00;C01B32/15;H01L33/50
• 代理公司: 廣東知產貓知識產權代理有限公司 44513
• 代理人: 萬吉麗

1.一種白光發射碳量子點的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟a，氮摻雜碳量子點(N-C dots)的合成；氮摻雜碳量子點(N-C dots)的合成包括以下步驟：

步驟一：將適量的乙二胺四乙酸EDTA放入燒杯內進行加熱，直至樣品顏色變為淺黃色；

步驟二：待燒杯冷卻至室溫后，向燒杯內注入超純水，并進行分散離心；

步驟三：收集燒杯內的上清液并進行透析，之后將上清液干燥并收集N-C dots量子點；

步驟b，目標分子的合成；目標分子的合成包括以下步驟：

步驟一：合成1,10-鄰菲羅啉-5,6二酮：將冰的濃H₂SO₄和HNO₃加入到鄰菲羅啉和KBr的混合固體當中，然后將混合物回流加熱3～5小時，將熱的黃色混合溶液倒入冰水中并用NaOH慢慢調pH值到7，用CHCl₃溶劑進行萃取，之后減壓蒸餾移去溶劑得到黃色的固體1,10-鄰菲羅啉-5,6二酮，所得的化合物可進一步用乙醇重結晶；

步驟二：合成二聯吡啶釕(Ru(bpy)₂Cl₂)：RuCl₃和2,2′-聯吡啶在DMF溶液中加熱回流3～5小時，冷卻到室溫，加入冰丙酮并保持0℃12～24小時，之后將沉淀過濾并用冰水洗滌，再次將獲得的沉淀加入到乙醇和水的混合液中加熱回流1小時，冷卻到室溫并過濾除去不溶物，之后在濾液中加入LiCl，將乙醇減壓蒸餾除去并放置在0℃冰中直到深紫色沉淀出現，過濾并干燥；

步驟三：合成2-(4-硝基苯基)咪唑并[4,5-f]-1,10-鄰二氮雜菲配體(P-NO₂)：將1,10-鄰菲羅啉-5,6二酮、對硝基苯甲醛和醋酸銨加入到已除過氧氣的醋酸溶液中并回流3～5小時，之后再向混合物中加入水稀釋并用氨水調pH值到中性可得到產物的沉淀，后續繼續用pH為8的氨水反復洗滌，再用蒸餾水、乙醚洗滌幾次并干燥；

步驟四：合成2-(4-氨基苯基)咪唑并[4,5-f]-1,10-鄰二氮雜菲配體(P-NH₂)：2-(4-硝基苯基)咪唑并[4,5-f]-1,10-鄰二氮雜菲配體(P-NO₂)完全溶于甲醇溶液中，然后將Pd/C和水合肼加入到反應容器中加熱回流4～5小時，冷卻至室溫再攪拌2～3小時，通過減壓蒸餾除去溶劑，將得到的橘黃色固體用乙醇重結晶；

步驟c，白光發射碳量子點(N-C dots-RuP)的合成；白光發射碳量子點(N-C dots-RuP)的合成包括以下步驟：

步驟一：將N-C dots溶于SOCl₂中，加熱回流12～24小時，反應結束后，減壓移去未反應的SOCl₂，用無水THF反復洗滌生成的N-C dots-COCl后進行干燥；

步驟二：將干燥的N-C dots-COCl加入到無水DMF中，加入P-NH₂和重蒸三乙胺，用氬氣去除體系中的氧氣，120℃回流48～72小時，得到的最終產物N-C dots-P通過高速離心分離并用無水乙醇反復洗滌，移去未反應的P-NH₂；

步驟三：將步驟二得到的N-C dots-P和Ru(bpy)₂Cl₂在乙醇溶劑中加熱回流72小時，得到N-C dots-RuP化合物通過離心分離并用無水乙醇反復洗滌，直至濾液變成無色。

2.根據權利要求1所述的白光發射碳量子點的制備方法，其特征在于：N-C dots-COCl和P-NH₂在轉移與使用過程中全程用惰性氣體保護。

3.根據權利要求1所述的白光發射碳量子點的制備方法，其特征在于：白光發射碳量子點的制備流程均在惰氣氛圍下進行，反應中使用的無水溶劑需重蒸提純，反應進程中涉及金屬釕化合物的步驟在暗室中進行。