[發明專利]一種高發光效率氮摻雜碳納米點、及其制備方法

在審

• 申請號: 202110138598.0
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112940720A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 婁慶;魏建勇;單崇新
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;H01L33/50;B82Y30/00
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 梁靜

本發明公開了一種高發光效率氮摻雜碳納米點的制備方法，屬于熒光碳納米點材料技術領域。包括以下步驟：將含氮類有機物和碳源均勻分散于液相媒介中，于180～240℃反應5～12h，反應結束經處理后，即得所述高發光率氮摻雜碳納米點。本發明通過在碳點中引入氮摻雜，成功實現了碳點的局域態激子發光，有效地提高了碳點的發光效率，使得所制備的碳點發光效率能夠接近100％。

技術領域

本發明屬于熒光碳納米點材料技術領域，具體涉及一種高發光效率氮摻雜碳納米點、及其制備方法。

背景技術

碳點，作為一種新型的零維碳基熒光材料，在短短十幾年的研究中，已經在新型熒光材料中成為了一顆耀眼的明星。合成方面，碳點具有原料豐富，制備方法簡單多樣，成本低等特點；性能發面，碳點具有優異的發光性能，易于進行修飾改性，且自身毒性低，生物相容性好，對環境無毒無害。這些突出的優勢使得碳點在生物成像，腫瘤治療，分析檢測，光催化和照明等領域均得到一定的應用研究。

然而，雖然目前已經有了許多碳點的相關合成方法，但是大多數合成的碳點具有發光效率低，發光波長較短，可重復性差等問題，這也嚴重制約了其在多種領域尤其是照明領域內的應用。因此，如何制備發光效率高，發光波長長，且可穩定重復制備的碳點，成為進一步推進碳點在各領域內應用的關鍵。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種高發光效率氮摻雜碳納米點的制備方法，該方法通過在碳點中引入氮摻雜，成功實現了碳點的局域態激子發光，有效地提高了碳點的發光效率，使得所制備的碳點發光效率能夠接近100％。

本發明第一個目的提供一種高發光效率氮摻雜碳納米點的制備方法，包括以下步驟：

將含氮有機物和碳源均勻分散于液相媒介中，于180～240℃反應5～12h，反應結束經處理后，即得所述高發光率氮摻雜碳納米點。

優選的，所述含氮有機物為鄰苯二胺或間苯二胺。

優選的，所述碳源為間苯三酚或甲基紅。

更優選的，所述間苯三酚與所述含氮類有機物的摩爾比為1:0.1～10。

更優選的，所述甲基紅與所述含氮有機物的摩爾比為1：0.2～5。

優選的，所述液相媒介為N,N二甲基甲酰胺(DMF)、無水乙醇、N,N二甲基甲酰胺和水混合溶劑中的一種。

更優選的，所述N,N二甲基甲酰胺和水混合溶劑中，所述N,N二甲基甲酰胺和水的體積比為1：1。

優選的，反應結束后經如下步驟進行處理：

將反應溶液自然冷卻至室溫，以二氯甲烷為層析液，采用300目硅膠對反應溶液進行層析，將最先層析出的溶液于45～55℃烘干，即得所述高發光率氮摻雜碳納米點。

本發明第二個目的提供一種高發光率氮摻雜碳納米點。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明通過在碳點中引入氮摻雜，成功實現了碳點的局域態激子發光，有效地提高了碳點的發光效率，使得所制備的碳點發光效率能夠接近100％。

本發明提供的方法制備的碳點具有高效率的黃光發射，這使得其在制備高效率白光LED方面具有較大優勢。

本發明提供的方法制備的高效率黃光碳點具有良好的可重復性。

本發明提供的方法制備的碳點具有很強的光照穩定性，在持續紫外光照12h后，其發光強度僅下降4.8％。

附圖說明

圖1為實施例提供的高發光率氮摻雜碳納米點制備方法流程示意圖。

圖2為實施例2提供的高發光率氮摻雜碳納米點的局域態激子發光原理圖。