CN107573930A - 一种双发射荧光碳点的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速简便制备双发射碳点的方法,包括以下步骤：步骤(1)：按摩尔比1:1～3称量1‑(2‑吡啶偶氮)‑2‑萘酚及二水合氯化铜，加入体积比为(10～0):(0～10)的无水乙醇及水，超声溶解得混合溶液；步骤(2)：将混合液转移至密闭反应器加热反应，反应温度为170℃～190℃，反应时间为3～5h；步骤(3)：反应体系自然冷至室温，硅胶柱柱层析，除去溶剂，真空干燥得碳点。本法制备的碳点在350nm光的激发下，在426nm及488nm波长处均有荧光发射，且此碳点可据两波长处的荧光峰特异性的双信号检测Fe3+，此方法线性范围广，检测限低。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种双发射荧光碳点的制备方法。
背景技术
相比于传统的荧光染料，碳点作为一种近年来被发现的荧光碳纳米材料，拥有特殊的荧 光性能，如激发和发射波长可调、光稳定性好、无光闪烁现象等。又因为碳点毒性低、生物 相容性好和制备简单等优点受到众多学者的青睐，现已广泛应用于光催化、环境科学、生化 检测、生物成像等领域中，并在疾病诊断、发光材料等领域表现出极大的优势。
近年来，荧光碳点的合成方法已有很大进展，同时多种新型的荧光碳点引起了国内外学 者的兴趣，掺杂型荧光碳点、磁性荧光碳点、长波长荧光碳点等新型碳点被陆续报道，而双 发射波长荧光碳点的合成却少见报道。而双发射荧光碳点在分析化学中有广泛的应用，可作 为双信号荧光光谱探针，也可以根据不同荧光信号的变化差异而对待测物实现比率型荧光检 测，提高检测方法的灵敏度。
发明内容
本发明的目的是提供一种双发射荧光碳点的制备方法，按所述方法制备的双发射荧光碳 点在426nm和488nm均有荧光发射，且可特异性的检测Fe3+浓度。
为实现上述发明目的，提供以下技术方案：
一种双发射荧光碳点的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)：按摩尔比1:1～3称量1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及二水合氯化铜，加入体积比为(10 ～0):(0～10)的无水乙醇及水，超声溶解得混合溶液；
步骤(2)：将混合液转移至密闭反应器加热反应，反应温度为170℃～190℃，反应时间为 3～5h；
步骤(3)：反应体系自然冷至室温，硅胶柱柱层析，除去溶剂，真空干燥得碳点。
优选的，所述步骤(1)中，超声的时间为10～30min。
优选的，所述步骤(1)中，按摩尔比1:2称量1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及二水合氯化铜。
优选的，所述步骤(1)中，无水乙醇与超纯水的体积比为10:0，即为无水乙醇溶液。
优选的，所述步骤(2)中反应温度为180℃。
优选的，所述步骤(2)中的反应时间为4h。
优选的，所述步骤(2)中密闭反应器为高压内衬聚四氟乙烯反应釡。
优选的，所述步骤(3)中所述柱层析以二氯甲烷与甲醇混合溶液作为洗脱剂。
采用上述方法制备的碳点也在本发明的保护范围之内。
进一步的，所述碳点在Fe3+检测方面的应用亦属于本发明的保护范围。
本发明具有如下优点：
1.本发明提供的制备方法原料廉价易得，操作简单，反应条件温和，时间短，且能制备 出在426nm和488nm均有荧光发射的双发射荧光碳点。
2.按照本发明制备的碳点能够用于Fe3+的检测，采用此碳点建立的铁离子双信号荧光光 谱分析方法的线性范围可达0～4000μmol/L(R2＝0.9991),方法检测限为7.0μmol/L，且该方 法已成功应用于三峡库区、嘉陵江水和自来水中的Fe3+的测定，RSD≤4.5％。
附图说明
图1是实施例1制备的碳点的荧光光谱图，横坐标为波长，纵坐标为荧光强度；
图2是实施例2制备的碳点的荧光光谱图，横坐标为波长，纵坐标为荧光强度；
图3是实施例3制备的碳点的荧光光谱图，横坐标为波长，纵坐标为荧光强度；
图4是实施例4制备的碳点的荧光光谱图，横坐标为波长，纵坐标为荧光强度；
图5，a)为实施例1制备的碳点的透射电镜图，其中插图为碳点的粒径分布统计柱状图， b)为实施例1制备的碳点的高分辨透射电镜图；；
图6是实施例1制备的碳点的红外光谱图；
图7是实施例1制备的碳点的耐盐性光谱图，横坐标是溶液中氯化钠的浓度，纵坐标是 荧光强度；
图8是实施例1制备的碳点的光漂白光谱图，横坐标为时间，纵坐标为荧光强度；
图9左为实施例7制备的含不同浓度铁离子的碳点溶液的荧光光谱图，横坐标为波长， 纵坐标为荧光强度；右为实施例7制备的含不同浓度铁离子的碳点溶液的线性关系图，其中 (a)为0-100μmol/L范围内的线性关系，(b)为100-4000μmol/L范围内的关系图，横坐标为三价 铁浓度，纵坐标为荧光猝灭程度。
具体实施方式
实例中所采用的1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚、二水合氯化铜和无水乙醇均为分析纯规格的市 售品。
实施例1原料比例对碳点的影响
分别将0.2mmol的1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及对应的0、0.1mmol、0.2mmol、0.3mmol、 0.4mmol、0.5mmol、0.6mmol、1.2mmol的二水合氯化铜置于八支盛有10mL无水乙醇的 离心管中溶解并超声20min；接着，将混合液分别转移至八个25mL聚四氟乙烯反应釜中， 180℃加热反应4h；反应完成后待反应釜自然冷却到室温将产物通过硅胶柱进行纯化，洗脱 剂为二氯甲烷与甲醇体积比40:1的混合溶液，蒸发溶剂、真空干燥得碳点固体。
所得碳点加无水乙醇稀释配置成浓度为1mg/mL的碳点母液，取200μL，用水定容至2mL， 用F-7000荧光分光光度计测其荧光光谱，当激发波长为350nm时得到其荧光光谱图(图1)， 当原料比为1:1开始时，出现双波峰当原料物质的量之比为1:2时，碳点的双发射荧光峰强 度相当，波谷最为明显，产物产率最高，当原料比为1:3时，仍具有微弱的双波峰。
实施例2溶剂对碳点的影响
准确称量0.2mmol的1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及0.4mmol二水合氯化铜各七份于七支分 别盛有10mL无水乙醇、8mL无水乙醇和2mL超纯水的混合溶液、6mL无水乙醇和4mL 超纯水的混合溶液、5mL无水乙醇和5mL超纯水的混合溶液、4mL无水乙醇和6mL超纯 水的混合溶液、2mL无水乙醇和8mL超纯水的混合溶液和10mL超纯水的离心管中溶解并 超声20min；接着，将混合液分别转移至七个25mL聚四氟乙烯反应釜中，180℃加热反应 4h；反应完成后待反应釜自然冷却到室温将产物通过硅胶柱进行纯化，洗脱剂为二氯甲烷与 甲醇体积比40:1的混合溶液，蒸发溶剂、真空干燥得碳点固体。
采用与实施例1的相同的方法得到其荧光光谱图(图2)，当以10mL无水乙醇为溶剂时 制得的碳点不仅双发射波谷最为明显，且荧光强度最大，且无论以纯水还是无水乙醇作为溶 剂，均有目标产物生成。
实施例3反应温度对碳点的影响
于三个离心管中，准确称量0.2mmol的1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及0.4mmol二水合氯化 铜溶解于10mL无水乙醇中并超声20min；接着，将混合液分别转移至三个25mL聚四氟乙 烯反应釜中，分别于170℃、180℃、190℃加热反应4h；反应完成后待反应釜自然冷却到室温将产物通过硅胶柱进行纯化，洗脱剂为二氯甲烷与甲醇体积比40:1的混合溶液，蒸发溶剂、真空干燥得碳点固体。
采用与实施例1的相同的方法得到其荧光光谱图(图3)，180℃制得的碳点488nm波长 处荧光峰最强，170℃和190℃合成时均有少量产物生成。
实施例4反应时间对碳点的影响
向三个离心管中，准确称量0.2mmol的1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及0.4mmol二水合氯化铜 溶解于10mL无水乙醇中并超声20min；接着，将混合液分别转移至三个洗净干燥的25mL 聚四氟乙烯反应釜中，180℃分别加热反应3h、4h、5h；反应完成后待反应釜自然冷却到 室温将产物通过硅胶柱进行纯化，洗脱剂为二氯甲烷与甲醇体积比40:1的混合溶液，蒸发 溶剂、真空干燥得碳点固体。
采用与实施例1的相同的方法得到其荧光光谱图(图4)，反应时间为4h时，制得的碳 点的荧光光谱波谷最为明显。
用透射电镜(TEM)高分辨率透射电镜(HRTEM)及红外光谱仪对最终合成的碳点进行表 征，结果见图，碳点的粒径尺寸为2.50～5.50nm，晶格间距为0.210nm和0.189nm。
实施例5碳点的耐盐性考察
将实施例1方法制备的1mg/mL碳点母液加水稀释配置成浓度为0.2mg/mL的碳点溶液， 于六支离心管中，取200μL 0.2mg/mL的碳点溶液，分别加入适量pH＝7.0的伯瑞坦-罗宾森 (Britton-Robinson，BR)缓冲液，再分别向离心管中加入不同浓度的氯化钠溶液用水定容至2 mL使得最终盐浓度为0、0.1、0.5、1、1.5、2mol/L，用F-7000荧光分光光度计进行荧光测 定，最终实验发现，两波长处的荧光峰强度几乎无较大变化，结果见图7，表明该碳点有较 好的耐盐性。
实施例6碳点的光漂白性考察
将实施例1方法制备的1mg/mL碳点母液加水稀释配置成浓度为0.2mg/mL的碳点溶液， 取200μL，加入适量pH＝7.0的伯瑞坦-罗宾森(Britton-Robinson，BR)缓冲液，用F-7000荧 光分光光度计在激发波长为350nm，发射426nm及488nm下进行光漂白实验，最终实验发 现，两波长处的荧光强度无较大变化，结果见图8，表明该碳点有较为优异的耐光性。
实施例7碳点测定Fe3+的方法
将实施例1方法制备的1mg/mL碳点母液加水稀释配置成浓度为0.2mg/mL的碳点溶液， 取200μL 0.2mg/mL的碳点溶液，分别加入200μL pH＝7.0的伯瑞坦-罗宾森(Britton-Robinson， BR)缓冲液，再加入不同浓度的Fe3+溶液，用水定容至2mL。接着转移至比色皿中在350nm 激发下进行荧光测定，实验发现Fe3+对该碳点有显著的荧光猝灭作用，经荧光寿命的测定可 知猝灭作用为静态淬灭，其荧光信号猝灭强度与Fe3+浓度在一定范围内呈线性关系，据此建 立了检测铁离子的双信号荧光光谱分析方法。参见图9，线性范围为0～4000μmol/L,方法检 测限可达7.0μmol/L。该方法已成功用于三峡库区嘉陵江水和自来水中Fe3+的测定，RSD≤ 4.5％。
表1实施例7碳点检测不同浓度铁离子的分析参数
Claims (10)
1.一种双发射荧光碳点的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)：按摩尔比1:1～3称量1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及二水合氯化铜，加入体积比为(10～0):(0～10)的无水乙醇及水，超声溶解得混合溶液；
步骤(2)：将混合液转移至密闭反应器加热反应，反应温度为170℃～190℃，反应时间为3～5h；
步骤(3)：反应体系自然冷至室温，硅胶柱柱层析，除去溶剂，真空干燥得碳点。
2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，超声的时间为10～30min。
3.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，按摩尔比1:2称量1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及二水合氯化铜。
4.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，无水乙醇与超纯水的体积比为10:0。
5.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中反应温度为180℃。
6.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的反应时间为4h。
7.如权利要求1-6所述制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中密闭反应器为高压内衬聚四氟乙烯反应釡。
8.如权利要求1-6所述制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中柱层析以二氯甲烷与甲醇混合溶液作为洗脱剂。
9.如权利要求1-6任一项所述制备方法制备的碳点，所述碳点在426nm和488nm处均有荧光发射。
10.如权利要求9所述碳点在Fe3+检测方面的应用。
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| CN (1) | CN107573930A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108529592A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-14 | 西南大学 | 一种高量子产率的双发射荧光碳点的制备方法及其在检测pfos方面的应用 |
| CN110628427A (zh) * | 2019-10-15 | 2019-12-31 | 东北林业大学 | 一种双峰发射碳量子点及其制备方法和应用 |
| CN110646392A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-03 | 重庆大学 | 一种基于碳点的双发射比率荧光探针、制备方法及在多巴胺检测中的应用 |
| CN112480914A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-03-12 | 西南大学 | 三发射碳点和固体室温磷光材料及其合成方法 |
| CN113831918A (zh) * | 2021-10-29 | 2021-12-24 | 山西大学 | 一种双发射氮掺杂荧光碳点及其制备方法和应用 |
| CN114181698A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-03-15 | 西南大学 | 一种双发射碳点及其制备方法和用途 |
| CN115161023A (zh) * | 2022-08-05 | 2022-10-11 | 宁夏中星显示材料有限公司 | 一种荧光碳量子点、荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜及制备方法 |
| CN117004388A (zh) * | 2023-06-14 | 2023-11-07 | 西南科技大学 | 一种近紫外/白光碳量子点及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104759283A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-07-08 | 中国石油大学(华东) | 一种基于铜络合物的碳量子点及其制备方法 |
| CN105131948A (zh) * | 2015-08-13 | 2015-12-09 | 中国石油大学(北京) | 一种具有高荧光量子产率的金属掺杂碳点及其制备方法和应用 |
| CN106147760A (zh) * | 2015-04-07 | 2016-11-23 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种过渡金属掺杂碳荧光量子点的制备方法 |
-
2017
- 2017-10-13 CN CN201710954886.7A patent/CN107573930A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104759283A (zh) * | 2015-03-09 | 2015-07-08 | 中国石油大学(华东) | 一种基于铜络合物的碳量子点及其制备方法 |
| CN106147760A (zh) * | 2015-04-07 | 2016-11-23 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种过渡金属掺杂碳荧光量子点的制备方法 |
| CN105131948A (zh) * | 2015-08-13 | 2015-12-09 | 中国石油大学(北京) | 一种具有高荧光量子产率的金属掺杂碳点及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JINYAN DU等: "Difunctional Cu-doped carbon dots: catalytic activity and fluorescence indication for the reduction reaction of p-nitrophenol", 《RSC ADVANCES》 * |
| QUAN XU等: "Facile synthesis of copper doped carbon dots and their application as a "turn-off" fluorescent probe in the detection of Fe3+ ions", 《RSC ADVANCES》 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108529592B (zh) * | 2018-05-15 | 2021-05-28 | 西南大学 | 一种高量子产率的双发射荧光碳点的制备方法及其在检测pfos方面的应用 |
| CN108529592A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-09-14 | 西南大学 | 一种高量子产率的双发射荧光碳点的制备方法及其在检测pfos方面的应用 |
| CN110646392A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-03 | 重庆大学 | 一种基于碳点的双发射比率荧光探针、制备方法及在多巴胺检测中的应用 |
| CN110646392B (zh) * | 2019-09-30 | 2020-11-03 | 重庆大学 | 碳点基双发射比率荧光探针在多巴胺检测中的应用 |
| CN110628427A (zh) * | 2019-10-15 | 2019-12-31 | 东北林业大学 | 一种双峰发射碳量子点及其制备方法和应用 |
| CN112480914B (zh) * | 2020-12-14 | 2023-02-17 | 西南大学 | 三发射碳点和固体室温磷光材料及其合成方法 |
| CN112480914A (zh) * | 2020-12-14 | 2021-03-12 | 西南大学 | 三发射碳点和固体室温磷光材料及其合成方法 |
| CN113831918A (zh) * | 2021-10-29 | 2021-12-24 | 山西大学 | 一种双发射氮掺杂荧光碳点及其制备方法和应用 |
| CN114181698A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-03-15 | 西南大学 | 一种双发射碳点及其制备方法和用途 |
| CN115161023A (zh) * | 2022-08-05 | 2022-10-11 | 宁夏中星显示材料有限公司 | 一种荧光碳量子点、荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜及制备方法 |
| CN115161023B (zh) * | 2022-08-05 | 2023-06-06 | 宁夏中星显示材料有限公司 | 一种荧光碳量子点、荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜及制备方法 |
| CN117004388A (zh) * | 2023-06-14 | 2023-11-07 | 西南科技大学 | 一种近紫外/白光碳量子点及其制备方法 |
| CN117004388B (zh) * | 2023-06-14 | 2024-03-01 | 西南科技大学 | 一种近紫外/白光碳量子点及其制备方法 |
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