[發明專利]基于高熒光量子產率的黃光碳化聚合物點及其制備方法

有效

• 申請號: 202110329302.3
• 申請日: 2021-03-28
• 公開（公告）號: CN113004444B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 劉斌;王亞玲
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C08F8/32
• 分類號: C08F8/32;C08F118/00;C08F120/32;C09K11/06
• 代理公司: 太原華弈知識產權代理事務所 14108
• 代理人: 李毅

本發明涉及一種基于高熒光量子產率的黃光碳化聚合物點，是以重復單元含五元環狀碳酸酯基團的聚合物和胺類化合物為原料，將重復單元含五元環狀碳酸酯基團的聚合物和胺類化合物在溶劑中進行溶劑熱密閉反應得到的碳化聚合物點，本發明制備的碳化聚合物點的固體及其溶液均表現出強的熒光特性，熒光量子產率最高可達82%。

技術領域

本發明屬于納米碳材料制備技術領域，涉及一種碳化聚合物點，特別是涉及一種具有高熒光量子產率的黃光碳化聚合物點及其制備方法。

背景技術

碳化聚合物點作為一種聚合物與碳的雜化碳基發光納米材料，涉及到聚合物的使用或中間體，兼具聚合物和納米碳材料的性質，具有發光可調、表面官能團豐富、抗光漂白性好、無毒等優點，被廣泛應用于細胞成像、離子檢測和光電器件等領域。

目前碳化聚合物點的合成主要通過自上而下法，利用小分子或者聚合物作為原料，通過水熱或溶劑熱的方法，在相對較高的溫度下，利用小分子的聚合、交聯以及進一步的碳化或者聚合物自身的交聯和碳化，實現碳化聚合物點的制備。

吉林大學楊柏等(Chem. Commun., 2012, 48, 10889-10891)最早利用聚乙烯醇為原料，通過水熱法制備得到了熒光量子產率僅為1.26%的藍色碳化聚合物點；同年，暨南大學劉應亮等(Chem. Commun., 2012, 48, 380-382)利用天然高分子殼聚糖為原料，制備得到了熒光量子產率為43%的藍光碳化聚合物點；吉林大學孫宏晨等(Nanoscale, 2016,8, 9837-9841)利用聚醚酰亞胺為原料，四氯甲烷為交聯劑，制備了熒光量子產率為3.06%的藍光碳化聚合物點；南京工業大學王彩鳳等(Ind. Eng. Chem. Res. 2014, 53, 6417-6425)采用了聚丙烯酸，通過直接水熱法制備得到熒光量子產率為1.6%的藍光碳化聚合物點，當將聚丙烯酸在甘油中230℃下回流2h后，可以制得熒光量子產率為9.0%的白光碳化聚合物點。

由于碳化聚合物點屬于聚合物與碳的雜化材料，因此具有良好的溶解性、穩定性和固態發光性能。此外，碳化聚合物點的制備方法簡單，條件溫和且產率較高，原料低廉、綠色環保，受到了工業界的廣泛關注。

然而，目前報道的碳化聚合物點主要以藍色熒光為主，且熒光量子產率較低，不僅缺乏長波長的黃光或紅光碳化聚合物點，而且較難實現高的熒光量子產率。

發明內容

本發明的目的是提供一種黃光碳化聚合物點及其制備方法，以制備得到一種具有高熒光量子產率的黃光碳化聚合物點。

本發明所述的基于高熒光量子產率的黃光碳化聚合物點是以重復單元含五元環狀碳酸酯基團的聚合物和胺類化合物為原料，將重復單元含五元環狀碳酸酯基團的聚合物和胺類化合物在溶劑中進行溶劑熱密閉反應得到的碳化聚合物點。

作為用于制備本發明碳化聚合物點的原料之一，所述的重復單元含五元環狀碳酸酯基團的聚合物可以選自，，中的任意一種或幾種。

其中，n為5～15000的自然數；R2為甲基或氫原子；R1選自、、或，m為1～5的自然數。

作為制備本發明碳化聚合物點的另一原料，所述的胺類化合物選自二元胺和/或多元胺。

進一步地，所述的溶劑為乙醇、二甲基甲酰胺或二甲基亞砜中的任意一種。

本發明首次選擇重復單元含五元環狀碳酸酯基團的聚合物作為前驅體，利用聚合物中的五元環狀碳酸酯基團與胺類化合物的胺基基團進行反應實現交聯，再進一步通過溶劑熱反應生成內部為碳核，表面帶有交聯聚合物鏈的碳化聚合物點。其交聯聚合物鏈含有氨基甲酸酯、羥基、醚鍵等官能團，具有強的熒光性質，再與碳核耦合后，使得制備的碳化聚合物點的固體及其溶液均表現出強的熒光特性，且具有高的熒光量子產率。