CN105271182B - 一种制备水相、油相碳量子点的方法 - Google Patents

一种制备水相、油相碳量子点的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105271182B
CN105271182B CN201510822666.XA CN201510822666A CN105271182B CN 105271182 B CN105271182 B CN 105271182B CN 201510822666 A CN201510822666 A CN 201510822666A CN 105271182 B CN105271182 B CN 105271182B
Authority
CN
China
Prior art keywords
quantum dot
carbon quantum
oil phase
water phase
phase carbon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510822666.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105271182A (zh
Inventor
于淼
杨晨辉
孙晔
孙磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201510822666.XA priority Critical patent/CN105271182B/zh
Publication of CN105271182A publication Critical patent/CN105271182A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105271182B publication Critical patent/CN105271182B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

一种制备水相、油相碳量子点的方法，它涉及一种制备水相、油相碳量子点的方法。本发明要解决现有的制备碳量子点条件苛刻、发射波较短的问题。本发明的方法为：一、将萘、金属钠溶于乙二醇二甲醚溶剂，加入小分子前驱体，得到带有杂质的碳量子点的溶液；二、将其进行旋蒸，重新分散到水溶液中，滤去不溶的固体，得到上清液；之后将上清液透析，得到水相碳量子点；将其进行旋蒸，重新分散到乙醇、二氯甲烷或乙二醇二甲醚中，滤去不溶的固体，得到上清液；之后将上清液进行柱层析，得到油相碳发光量子点，即完成所述的制备水相、油相碳量子点的过程。本发明应用于碳量子点制备领域。

Description

一种制备水相、油相碳量子点的方法
技术领域
本发明涉及涉及制备荧光碳量子点的方法，特别地，一种制备出不同亲疏水性和蓝光、橙光发射的荧光碳量子点的新方法。
背景技术
近年来，发光碳量子点因其卓越的物理、化学性质受到研究者们的广泛关注。碳量子点不仅有较高的荧光量子产率，较好的抗光漂白性，而且有较低的毒性，和较好的生物相容性。到目前为止，碳量子点已经被应用到各个领域，主要有离子检测，生物成像，光伏器件，半导体二极管，光催化领域等。因其良好的应用价值，科研工作者已经发明了多种制备碳量子点的方法，总的来说包括“自上而下”和“自下而上”的方法。近期已公开的制备方法大多集中在水热法、高温碳化和微波辅助法等。然而，这些方法大多使用较高的温度(180℃以上)或者高耗能的设备，而且所制备的碳量子点发射的荧光大多为蓝光和绿光，仅有极少的文献报道了有关长波长(橙光、红光)发射的碳量子点的制备。因此，制备条件苛刻、量子点发射波长较短成为摆在科研工作者面前的重大难题。
发明内容
本发明为了克服上述所提到的现有的制备碳量子点条件苛刻、发射波较短的问题，提供一种制备水相、油相碳量子点的方法。
本发明的一种制备水相、油相碳量子点的方法，它是按照以下步骤进行的：
一、将萘溶于乙二醇二甲醚溶剂中，随后将金属钠溶解于上述溶液中，超声溶解后，加入小分子前驱体，持续搅拌，得到带有杂质的碳量子点的溶液A；其中，小分子前驱体为酰氯、胺类或氰类；
二、将萘溶于乙二醇二甲醚溶剂中，随后将金属钠溶解于上述溶液中，超声溶解后，加入小分子前驱体，持续搅拌，得到带有杂质的碳量子点的溶液B；其中，小分子前驱体为氯代物或乙腈；
三、将带有杂质的碳量子点的溶液A进行旋蒸，重新分散到水溶液中，滤去不溶的固体，得到上清液；之后将上清液透析，得到水相碳量子点；
四、将制得的带有杂质的碳量子点的溶液B进行旋蒸，重新分散到乙醇、二氯甲烷或乙二醇二甲醚中，滤去不溶的固体，得到上清液；之后将上清液进行柱层析，得到油相碳量子点，即完成所述的制备水相、油相碳量子点的过程；
其中，步骤一和步骤二中萘、金属钠与小分子前驱体的质量比均为5：1：(1-3)。
本发明包含以下有益效果：
本发明最主要的创新之处在于，本发明创新性的在常温条件下，制备水相、油相碳量子点，打破了常规方法必须在高温条件下才能制备出性能良好的水相、油相碳量子点的方式，本发明的方法制得的水相量子点最高荧光量子产率会达到30％左右，而且，在本申请发明中，在常温下制备出水相、油相碳量子点的同时，又可以制备出发射橙光的碳量子点，其荧光量子产率可达15％。
附图说明
图1为实施例1中以四氯甲烷为碳前躯体制得的碳量子点的透射电子显微镜(TEM)照片；
图2为实施例1中以四氯甲烷为碳前躯体制得的碳量子点的紫外-可见吸收谱图和用360nm激发的发射谱图；
图3为实施例1中以四氯甲烷为碳前躯体制得的碳量子点的红外谱图；
图4为实施例2中以丙烯酰氯为碳前躯体制得的碳量子点的紫外-可见吸收谱图和用360nm激发的发射谱图；
图5为实施例2中以丙烯酰氯为碳前躯体制得的碳量子点的红外谱图；
图6为实施例3中以乙腈为碳前躯体制得的碳量子点的紫外-可见吸收谱图和用520nm激发的发射谱图；
图7为实施例3中以乙腈为碳前躯体制得的碳量子点的红外谱图；
图8为本发明中以丙烯酰氯和乙腈为碳前躯体制得的水相、油相碳量子点的照片。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的一种制备水相、油相碳量子点的方法，它是按照以下步骤进行的：
一、将萘溶于乙二醇二甲醚溶剂中，随后将金属钠溶解于上述溶液中，超声溶解后，加入小分子前驱体，持续搅拌，得到带有杂质的碳量子点的溶液A；其中，小分子前驱体为酰氯、胺类或氰类；
二、将萘溶于乙二醇二甲醚溶剂中，随后将金属钠溶解于上述溶液中，超声溶解后，加入小分子前驱体，持续搅拌，得到带有杂质的碳量子点的溶液B；其中，小分子前驱体为氯代物或乙腈；
三、将带有杂质的碳量子点的溶液A进行旋蒸，重新分散到水溶液中，滤去不溶的固体，得到上清液；之后将上清液透析，得到水相碳量子点；
四、将制得的带有杂质的碳量子点的溶液B进行旋蒸，重新分散到乙醇、二氯甲烷或乙二醇二甲醚中，滤去不溶的固体，得到上清液；之后将上清液进行柱层析，得到油相碳量子点，即完成所述的制备水相、油相碳量子点的过程；
其中，步骤一和步骤二中萘、金属钠与小分子前驱体的质量比均为5：1：(1-3)。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是:步骤一中酰氯、胺类或氰类，具体为三氯苯、二苯胺、苯甲胺、丙胺、肼、丙烯酰氯、甲酰氯、磺酰氯、三乙烯二胺或乙二胺封端的聚乙二烯；步骤二中所述的氯代物为四氯化碳或三氯化碳。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是:乙二醇二甲醚为非质子型溶剂。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是:步骤一种超声溶解的超声时间为40～60min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是:步骤一种超声溶解的超声时间为50min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是:步骤一种持续搅拌的搅拌时间为4～6h。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是:步骤一种持续搅拌的搅拌时间为5h。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是:步骤三中上清液透析所选取透析膜为分子截留量为1000的纤维素酯膜。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是:步骤四中柱层析所使用的硅胶目数为200～300目。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一不同的是:步骤四中柱层析选用的淋洗溶剂为石油醚、二氯甲烷和甲醇。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一不同的是:萘、金属钠与小分子前驱体的质量比为5：1：2。其它与具体实施方式一相同。
本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容，其中一个或几个具体实施方式的组合同样也可以实现发明的目的。
通过以下实施例验证本发明的有益效果：
实施案例1：
步骤一：将1.0g萘与0.2g钠溶解于20mL乙二醇二甲醚中，超声50分钟；
步骤二：将0.2mL的四氯甲烷加入到的上述溶液中，搅拌5小时；
步骤三：将制得的含有杂质的混合物进行旋转蒸发，用乙二醇二甲醚溶解，滤去不溶物质，之后将较纯的碳量子点进行柱层析处理，先用石油醚洗去剩余的萘，之后用二氯甲烷和甲醇(1：1)的混合溶液淋洗得到纯净的油相碳量子点。
实施案例2：
步骤一：将1.0g萘与0.2g钠溶解于20mL乙二醇二甲醚中，超声50分钟；
步骤二：将0.2mL的丙烯酰氯加入到的上述溶液中，搅拌5小时；
步骤三：将制得的含有杂质的混合物进行旋转蒸发，用去离子水溶解，滤去不溶物质，之后将较纯的碳量子点进行透析处理(3天)，得到纯净的水相碳量子点；
实施案例3：
步骤一：将1.0g萘与0.2g钠溶解于20mL乙二醇二甲醚中，超声50分钟；
步骤二：将0.2mL的乙腈加入到的上述溶液中，搅拌5小时；
步骤三：将制得的含有杂质的混合物进行旋转蒸发，用乙二醇二甲醚溶解，滤去不溶物质，之后将较纯的碳量子点进行柱层析处理，先用石油醚洗去剩余的萘，之后用二氯甲烷和甲醇(1：1)的混合溶液淋洗得到纯净的油相碳量子点；
实施案例4：
步骤一：将1.0g萘与0.2g钠溶解于20mL乙二醇二甲醚中，超声50分钟；
步骤二：将0.2mL的三乙胺加入到的上述溶液中，搅拌5小时；
步骤三：将制得的含有杂质的混合物进行旋转蒸发，用去离子水溶解，滤去不溶物质，之后将较纯的碳量子点进行透析处理(3天)，得到纯净的水相碳量子点；
实施案例5：
步骤一：将1.0g萘与0.2g钠溶解于20mL乙二醇二甲醚中，超声50分钟；
步骤二：将0.2mL的丙胺加入到的上述溶液中，搅拌5小时；
步骤三：将制得的含有杂质的混合物进行旋转蒸发，用去离子水溶解，滤去不溶物质，之后将较纯的碳量子点进行透析处理(3天)，得到纯净的水相碳量子点；
实施案例6：
步骤一：将1.0g萘与0.2g钠溶解于20mL乙二醇二甲醚中，超声50分钟；
步骤二：将0.2g的二苯胺加入到的上述溶液中，搅拌5小时；
步骤三：将制得的含有杂质的混合物进行旋转蒸发，用去离子水溶解，滤去不溶物质，之后将较纯的碳量子点进行透析处理(3天)，得到纯净的水相碳量子点；
实施案例7：
步骤一：将1.0g萘与0.2g钠溶解于20mL乙二醇二甲醚中，超声50分钟；
步骤二：将0.2mL的肼加入到的上述溶液中，搅拌5小时；
步骤三：将制得的含有杂质的混合物进行旋转蒸发，用去离子水溶解，滤去不溶物质，之后将较纯的碳量子点进行透析处理(3天)，得到纯净的水相碳量子点；
以上所述的具体描述，对于发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种制备水相、油相碳量子点的方法，其特征在于它是按照以下步骤进行的：
一、将萘溶于乙二醇二甲醚溶剂中，随后将金属钠溶解于上述溶液中，超声溶解后，加入小分子前驱体，持续搅拌，得到带有杂质的碳量子点的溶液A；其中，小分子前驱体为酰氯、胺类或氰类；
二、将萘溶于乙二醇二甲醚溶剂中，随后将金属钠溶解于上述溶液中，超声溶解后，加入小分子前驱体，持续搅拌，得到带有杂质的碳量子点的溶液B；其中，小分子前驱体为氯代物或乙腈；
三、将带有杂质的碳量子点的溶液A进行旋蒸，重新分散到水溶液中，滤去不溶的固体，得到上清液；之后将上清液透析，得到水相碳量子点；
四、将制得的带有杂质的碳量子点的溶液B进行旋蒸，重新分散到乙醇、二氯甲烷或乙二醇二甲醚中，滤去不溶的固体，得到上清液；之后将上清液进行柱层析，得到油相碳量子点，即完成所述的制备水相、油相碳量子点的过程；
其中，步骤一和步骤二中萘、金属钠与小分子前驱体的质量比均为5：1：(1-3)；步骤一中酰氯、胺类或氰类，具体为二苯胺、苯甲胺、丙胺、肼、丙烯酰氯、磺酰氯、三乙烯二胺或乙二胺封端的聚乙二烯；步骤二中所述的氯代物为四氯化碳或三氯化碳。
2.根据权利要求1所述的一种制备水相、油相碳量子点的方法，其特征在于所用溶剂为非质子型的乙二醇二甲醚。
3.根据权利要求1所述的一种制备水相、油相碳量子点的方法，其特征在于步骤一中超声溶解的超声时间为40～60min。
4.根据权利要求3所述的一种制备水相、油相碳量子点的方法，其特征在于步骤一中超声溶解的超声时间为50min。
5.根据权利要求1所述的一种制备水相、油相碳量子点的方法，其特征在于步骤一中持续搅拌的时间为4～6h。
6.根据权利要求5所述的一种制备水相、油相碳量子点的方法，其特征在于步骤一中持续搅拌的时间为5h。
7.根据权利要求1所述的一种制备水相、油相碳量子点的方法，其特征在于步骤三中上清液透析所选取透析膜为分子截留量为1000的纤维素酯膜。
8.根据权利要求1所述的一种制备水相、油相碳量子点的方法，其特征在于步骤四中柱层析所使用的硅胶目数为200～300目。
9.根据权利要求1所述的一种制备水相、油相碳量子点的方法，其特征在于步骤四中柱层析选用的淋洗溶剂为石油醚、二氯甲烷和甲醇。
CN201510822666.XA 2015-11-23 2015-11-23 一种制备水相、油相碳量子点的方法 Active CN105271182B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510822666.XA CN105271182B (zh) 2015-11-23 2015-11-23 一种制备水相、油相碳量子点的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510822666.XA CN105271182B (zh) 2015-11-23 2015-11-23 一种制备水相、油相碳量子点的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105271182A CN105271182A (zh) 2016-01-27
CN105271182B true CN105271182B (zh) 2017-06-20

Family

ID=55141124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510822666.XA Active CN105271182B (zh) 2015-11-23 2015-11-23 一种制备水相、油相碳量子点的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105271182B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109179377B (zh) * 2018-09-26 2021-11-09 东华大学 一种疏水性荧光碳点的制备方法
CN109399609A (zh) * 2018-11-13 2019-03-01 合肥学院 一种生物质荧光性碳量子点分散液的制备方法及应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060254387A1 (en) * 2005-05-10 2006-11-16 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Metal nano particle and method for manufacturing them and conductive ink
CN104531149A (zh) * 2015-01-06 2015-04-22 南京大学 一种有机相碳点的制备方法
CN104591129A (zh) * 2015-01-12 2015-05-06 四川大学 一种常温条件下大批量制备疏水性碳量子点的方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005097071A (ja) * 2003-09-02 2005-04-14 Frontier Carbon Corp 高次フラーレンの分離方法および環状ポルフィリン多量体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060254387A1 (en) * 2005-05-10 2006-11-16 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Metal nano particle and method for manufacturing them and conductive ink
CN104531149A (zh) * 2015-01-06 2015-04-22 南京大学 一种有机相碳点的制备方法
CN104591129A (zh) * 2015-01-12 2015-05-06 四川大学 一种常温条件下大批量制备疏水性碳量子点的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105271182A (zh) 2016-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bi et al. Transparent wood film incorporating carbon dots as encapsulating material for white light-emitting diodes
CN105062485B (zh) 钆离子掺杂氟化镥钠上转换纳/微米晶制备方法
CN106379932B (zh) 一种钙钛矿CsPbX3量子点在室温下的合成方法
CN108946808A (zh) 一种全无机铯-铋/锑卤化物钙钛矿纳米晶及其制备方法
CN105271182B (zh) 一种制备水相、油相碳量子点的方法
CN103265952A (zh) 一种具有上下转换荧光的碳点的绿色合成方法
CN103172650A (zh) 含有三苯胺结构的强荧光氟硼二吡咯化合物及其制备方法与应用
CN105713612A (zh) 一种红绿比大幅提高的上转换荧光粉及其制备方法
CN103265702A (zh) 一种抗紫外耐高温甲基硅树脂的制备方法
CN105670628B (zh) 一种红光大幅提高且单色性优异的上转换荧光粉及其制备方法
CN105542761A (zh) 一种以米糠为碳源制备荧光碳点的方法
CN103936732A (zh) 1,7-二氰基修饰的苝酰亚胺的衍生物及其制备方法
CN105985363A (zh) 一类氟硼类荧光染料的合成及其应用
CN106565762A (zh) 一种原位产生近红外荧光的bodipy类染料及其制备和应用
CN106497547A (zh) 一种稀土发光材料及其制备方法、应用
CN104649923B (zh) 1-氨基-12-羟基-3,4,9,10-苝四羧酸正丁酯及其合成方法
CN105837568B (zh) 一种芴基β‑咔啉类化合物，其作为有机发光材料和聚集诱导荧光增强材料的应用及制备方法
CN109135744A (zh) 一种新型钨酸盐NaLaW2O7(OH)2(H2O)及其制备方法
CN105542762A (zh) 一种掺杂氮的荧光碳点制备方法
CN102658058A (zh) 一种由茶皂素改性制备阳离子表面活性剂tsqa的方法
CN1888969A (zh) 同晶异核立方烷型金属簇合物分子功能材料的制备方法
CN102303882B (zh) 一种微乳液制备高纯α-Al2O3粉体的方法
CN110437830A (zh) 一种以荞麦壳为碳源硫磷共掺杂碳量子点的制备方法
CN105542759A (zh) 一种基于红薯提取液制备荧光碳点的方法
Cerdá Dyes from the Southern Lands: An Alternative or a Dream?

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant