CN104861784B - 一种碳化氮量子点荧光墨水 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳化氮量子点荧光墨水，通过水热合成的方法制备出形貌均一、尺寸可控的无色透明、具有强荧光特性的碳化氮量子点水溶液，在波长为250纳米的激发下，可在368纳米处检测到最大的荧光发射峰，且其发射峰大部分落在不可见光区，用于荧光信息加密储存保护时，不能简单地通过紫外显色读取加密信息，而必须通过特定的仪器，将荧光信号转化为可读的信息。这种方法相比于传统方法，它的读取设备更为专一，信息加密性更强。

Description

一种碳化氮量子点荧光墨水
技术领域
本发明属于纳米荧光材料领域，具体涉及一种碳化氮量子点荧光墨水。
背景技术
近年来纳米荧光材料作为荧光墨水在产品防伪、重要文件保护及信息加密等领域被广泛应用。在目前已经公布的纳米材料作为荧光墨水的相关专利中，碳纳米料（201310036988.2，201410479599.1），氮掺杂碳纳米材料（201310036988.2），上转换荧光纳米料（201410718694.2）过渡金属纳米材料（201210168204.7）等它们的纳米荧光发射光谱主要落在可见区，因此这些材料被用作荧光墨水传递信息及防伪时，在普通光线下对信息是不可见的，只在特定的紫外光环境才可显色读取信息，从而达到信息加密及防伪的效果，然而由于其材料和激发光源易得，因此对于信息的保护防伪还不够完善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳化氮量子点荧光墨水，在波长为250纳米的激发下，可在368纳米处检测到最大的荧光发射峰，且其发射峰大部分落在不可见光区，用于荧光信息加密储存保护时，不能简单地通过紫外显色读取加密信息，而必须通过特定的仪器，将荧光信号转化为可读的信息，相比于传统方法，它的读取设备更为专一，信息加密性更强。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种碳化氮量子点的制备方法的具体步骤如下：
1）将三聚氰胺在500~650℃，氮气保护下加热2~6小时，制得C3N4粉末；
2）将C3N4粉末在浓硝酸中回流6-30小时，离心，蒸馏水洗涤；
3）120~200℃水热反应6-24小时；
4）离心，蒸馏水洗涤；
5）得到的沉淀在蒸馏水中超声3-16小时；
6）用0.22微米水相滤膜抽滤，滤液为碳化氮量子点水溶液。
所述的碳化氮量子点水溶液作为荧光墨水应用于产品防伪、重要文件保护及信息加密。
本发明的显著优点在于：制备方法操作简单，原料容易获得，得到的碳化氮量子点无毒环保、形貌均一、尺寸可控，其水溶液无色透明、具有强荧光特性，且其荧光发射大部分落在不可见光区。因此用于信息加密、信息防伪等领域，信息加密效果好，操作易于实施。
附图说明
图1为书写有“FZU”字样的密码纸。
图2为用碳化氮量子点作为荧光墨水书写信息的密码纸，在太阳光下和紫外灯下的显色情况，（a）日光照射下照片；（b）254nm紫外灯照射下的照片；（c）364nm紫外灯照射下的照片。
图3为密码纸在荧光多孔板上荧光信号检测图谱。
具体实施方式
实施例1
一种碳化氮量子点的制备方法的具体步骤如下：
1）6克三聚氰胺在500 ℃，氮气保护下加热2小时，制得黄色粉末C3N4；
2）将C3N4粉末在浓硝酸中回流6小时，离心，蒸馏水洗涤；
3）120 ℃水热反应6小时；
4）离心，蒸馏水洗涤；
5）得到的白色沉淀在蒸馏水中超声3小时；
6）用0.22微米水相滤膜抽滤，滤液为碳化氮量子点水溶液。
所述的碳化氮量子点水溶液作为荧光墨水应用于产品防伪、重要文件保护及信息加密。
实施例2
一种碳化氮量子点的制备方法的具体步骤如下：
1）15克三聚氰胺在600 ℃，氮气保护下加热4小时，制得黄色粉末C3N4；
2）将C3N4粉末在浓硝酸中回流30小时，离心，蒸馏水洗涤；
3）200℃水热反应24小时；
4）离心，蒸馏水洗涤；
5）得到的白色沉淀在蒸馏水中超声16小时；
6）用0.22微米水相滤膜抽滤，滤液为碳化氮量子点水溶液。
所述的碳化氮量子点水溶液作为荧光墨水应用于产品防伪、重要文件保护及信息加密。
实施例3
一种碳化氮量子点的制备方法的具体步骤如下：
1）10克三聚氰胺在600 ℃，氮气保护下加热2小时，制得黄色粉末C3N4；
2）将C3N4粉末在浓硝酸中回流24小时，离心，蒸馏水洗涤；
3）200℃水热反应12小时；
4）离心，蒸馏水洗涤；
5）得到的白色沉淀在蒸馏水中超声4小时；
6）用0.22微米水相滤膜抽滤，滤液为碳化氮量子点水溶液。
所述的碳化氮量子点水溶液作为荧光墨水应用于产品防伪、重要文件保护及信息加密。
应用碳化氮量子点水溶液进行荧光信息加密解密方法的具体步骤：
1）信息密码纸的制备
在96孔板滤纸的每个孔边缘用蜡处理成疏水状态；
2）写信息
在密码纸上所需要的“信息圈”里，滴加1~3微升10~30微克/毫升碳化氮量子点水溶液，组合成所需要的信息，在常温下自然干燥，完成写密；图1中白色部分为滴加蒸馏水区域；黑色部分为滴加碳化氮量子点水溶液区域。
密码纸分别在太阳光下或紫外灯下均无法显色，因此无法读取信息，必须通过荧光多孔板（A00969 Plate reader with Fluorescence Lifetime Spectrometers 920，Edingburgh, UK）测量密码纸信号。如图2所示：（a）日光照射下照片；（b）254nm紫外灯照射下的照片；（c）365nm紫外灯照射下的照片。
3）加密信息
在密码纸上的“信息圈”里分别滴加1~3微升200~600微摩尔/升汞标液，在常温下自然干燥，荧光多孔板仪无法测得密码纸信号，即信息加密；
4）解密信息
在已加密的密码纸上的“信息圈”里分别滴加1~3微升50~200毫摩尔/升乙二胺四乙酸二钠溶液，在常温下自然干燥滤纸，用荧光多孔板测量密码纸各点的荧光变化情况，即为信息。如图3所示，368纳米处荧光强度大于400的为信息信号，荧光强度小于400的为非信息信号，即滤纸的背景信号。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (2)

1.一种碳化氮量子点的应用，其特征在于：所述碳化氮量子点的制备方法，具体步骤如下：
1）将三聚氰胺在500~650℃，氮气保护下加热2~6小时，制得C3N4粉末；
2）将C3N4粉末在浓硝酸中回流6-30小时，离心，蒸馏水洗涤；
3）120~200℃水热反应6-24小时；
4）离心，蒸馏水洗涤；
5）得到的沉淀在蒸馏水中超声3-16小时；
6）用0.22微米水相滤膜抽滤，滤液为碳化氮量子点水溶液；
所制得的碳化氮量子点水溶液作为荧光墨水应用于产品防伪、重要文件保护及信息加密；应用碳化氮量子点水溶液进行荧光信息加密解密方法的具体步骤：
1）写信息
在纸上用碳化氮量子点水溶液写下信息内容，然后让纸张在室温自然干燥，在紫外灯与太阳光下通过肉眼无法读取信息，必须采用仪器读取；
2）加密信息
在写有信息内容的纸上涂上加密剂，常温下自然干燥纸张，仪器无法测得信息信号；
3）解密信息
在已加密的密码纸上涂上解密剂，在常温下自然干燥纸张，用仪器测量信息信号。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述的加密剂为汞标液，解密剂为乙二胺四乙酸二钠溶液。
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