[發(fā)明專利]一種硫氮共摻雜的黃色熒光碳點(diǎn)的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110371105.8
• 申請(qǐng)日: 2021-04-07
• 公開（公告）號(hào): CN113278415B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 逄淑杰;陳陽;楊旭東;范聰聰;楊明萱;王豐祥;李強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/65
• 分類號(hào): C09K11/65;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00;G01N21/64
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一種硫氮共摻雜的黃色熒光碳點(diǎn)的制備方法及其應(yīng)用，涉及一種黃光碳點(diǎn)的制備方法及其應(yīng)用，具體步驟如下：一、將鄰苯二胺和硫辛酸溶解于去離子水中，溶解形成混合溶液，將混合溶液裝入聚四氟乙烯高溫反應(yīng)釜中，再將聚四氟乙烯高溫反應(yīng)釜放入烘箱中反應(yīng)得溶液A；二、將溶液A裝入離心管中離心，取上層清液，為溶液B；三、將溶液B裝入透析袋中透析，冷凍干燥獲得碳點(diǎn)固體，即獲得目標(biāo)產(chǎn)物黃色熒光碳點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的方法制備的碳點(diǎn)具有很好的熒光性能，并且所得碳點(diǎn)的尺寸均勻，雜質(zhì)較少，合成過程簡(jiǎn)便，其對(duì)Cr6+具有熒光檢測(cè)功能，在環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理中具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硫氮共摻雜的黃色熒光碳點(diǎn)的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中污染物的排放量不斷增加，導(dǎo)致重金屬污染問題越來越嚴(yán)重，不僅影響環(huán)境質(zhì)量，還會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生極大損害。鉻是自然界中常見的元素，元素符號(hào)Cr，常見的離子價(jià)態(tài)有0、+2、+3、+6。六價(jià)鉻是一種毒性很強(qiáng)的重金屬，在工業(yè)生產(chǎn)制造過程中特別是工業(yè)廢渣、廢水中都可產(chǎn)生。六價(jià)鉻的排放會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染危害，六價(jià)鉻不但會(huì)污染土壤、水源，而且具有生理毒性和免疫毒性，對(duì)人類健康造成威脅，國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)把它列為一級(jí)致癌物。因此，六價(jià)鉻的快速檢測(cè)技術(shù)是環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品、煙草和醫(yī)藥檢測(cè)等相關(guān)領(lǐng)域的重要研究方面，同時(shí)對(duì)于污染環(huán)境的場(chǎng)地檢測(cè)、控制工業(yè)污染源以及保護(hù)人類健康具有實(shí)際的意義。

目前，六價(jià)鉻的分析方法主要有離子色譜法、比色法、原子吸收分光光度法和ICP-MS等，但這些方法或操作較繁瑣，或靈敏度低，或儀器價(jià)格昂貴而難以普及。因?yàn)楦鞣N方法存在不同的不足這就限制了它們的應(yīng)用范圍，為此需要開發(fā)一種操作簡(jiǎn)單，靈敏度高，成本低的新型檢測(cè)方法。近年來，利用熒光碳點(diǎn)檢測(cè)重金屬離子的技術(shù)引起了廣泛關(guān)注，該方法不但方便、快捷，通常還具有較高的選擇性和靈敏度，成為目前研究的一大熱點(diǎn)。

碳點(diǎn)(Carbon Dots，CDs)，碳納米家族中的新興成員，自2004年由美國(guó)南卡羅來納大學(xué)Xiaoyou Xu等首次發(fā)現(xiàn)和2006年美國(guó)克萊姆森大學(xué)的Ya-Ping Sun等首次命名以來，引起了研究者的廣泛關(guān)注。碳點(diǎn)的粒徑小于10nm，是一種以碳為骨架結(jié)構(gòu)的納米材料。碳點(diǎn)表面富含羧基、羥基、羧基等官能團(tuán)，使其具有優(yōu)良的水溶性，而且很容易進(jìn)行功能化。碳點(diǎn)還具有激發(fā)波長(zhǎng)依賴性、發(fā)光效率高、光耐受性強(qiáng)、生物毒性低等優(yōu)異的特性，進(jìn)一步拓寬了碳點(diǎn)在納米傳感器、免疫分析、藥物遞送、光電裝置、熒光探針、生物成像、光催化等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

自從CDs被發(fā)現(xiàn)以來，已經(jīng)有了各種各樣的制造技術(shù)，根據(jù)制造工藝的不同，大體可將制備方法分成兩大類：自上而下(Top-down)和自下而上(Bottom-up)途徑。Top-down途徑是指CDs在比較大的碳結(jié)構(gòu)材料中形成或剝離出來，它包括電弧切割法、激光消融法和電化學(xué)法，其中，電弧切割法、激光消融法需要消耗太大的電能；電化學(xué)法是最傳統(tǒng)的合成方法之一，通常合成過程中需要使用強(qiáng)氧化劑(強(qiáng)堿或酸)，由于很難徹底去除過量的氧化劑，增加了環(huán)境問題，所以傳統(tǒng)的合成方法通常在原材料或合成技術(shù)中都是不符合綠色化學(xué)要求、不符合可持續(xù)發(fā)展要求的。而Bottom-up途徑是以小分子有機(jī)物為前驅(qū)體，例如葡萄糖、蔗糖、檸檬酸、氨基酸甚至食物殘?jiān)?，通過一系列反應(yīng)最終得到CDs，主要包括微波輔助法、熱解合成法、水熱合成法等，這些方法中采用的原材料均為有機(jī)化合物與生物質(zhì)材料，是開發(fā)“更綠色”的方法來合成CDs的重要方向。

與傳統(tǒng)的熒光材料比起來，碳點(diǎn)由于其具有良好的水溶性、熒光穩(wěn)定及低毒性等優(yōu)異性能，因而具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，可廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如化學(xué)傳感器、生物成像及分析檢測(cè)等，因此可作為新型的熒光探針使用。目前，已有文獻(xiàn)報(bào)道用碳點(diǎn)來檢測(cè)廢水中的重金屬污染物，但是將其用于熒光探針來檢測(cè)六價(jià)鉻的相關(guān)報(bào)道較少。因此，本發(fā)明通過水熱法制備了硫氮共摻雜的黃色熒光碳點(diǎn)，該方法具有快速、簡(jiǎn)單，選擇性好，靈敏度高的特點(diǎn)，具有一定的研究意義和潛在的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容