CN108516533A - 一种发嫩绿色荧光碳点的制备方法 - Google Patents

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程珍芳
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Abstract

本发明公开了一种发嫩绿色荧光碳点的制备方法。（1）将1g柠檬酸与0.25~1g尿素溶于10 mL过0.22μm膜的二次水中，140~210℃进行水热反应4~10小时；离心、过滤、透析、冷冻干燥得到发蓝色荧光的碳点1。（2）将0.25~1g D‑胺基葡萄糖和10mL浓度为1mg/mL的碳点1溶液混合后，转移至体积为15~25 mL的聚四氟乙烯不锈钢钢反应釜中140~200℃进行水热反应4~10小时；反应结束后，过滤、透析、真冷冻干燥即得到发嫩绿色荧光的碳点粉末。本发明操作简单、安全性好、成本低廉、对环境友好，具有稳定的荧光性能，制备的嫩绿色碳点在生物传感和生物成像具有广阔的应用前景。

Description

一种发嫩绿色荧光碳点的制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有嫩绿色荧光碳点的制备方法。
背景技术
碳点（CDs）作为一种新型的荧光材料以其纳米尺寸、优良的生物相容性、无光闪烁和无毒性等优势迅速地在科研界崭露头角，并在传感分析、离子检测、污染物处理等领域展现出巨大的潜在应用价值。CDs的特征荧光特性开启了其生物成像应用的时代。与传统量子点相比，CDs不仅保留了碳材料毒性小、生物相容性好等优异特性，而且结合了CDs的量子限域效应、小尺寸效应及边缘效应等优点，表现出良好的水溶性、高荧光稳定性、耐光漂白、发光范围可调等特性，因而在生物标记、离子检测、光催化等领域有良好的应用。将CDs进行化学改性，如生成衍生物、表面官能团化、化学掺杂、引入缺陷等，能够有效地调变CDs的结构和性能，使其在生物医药、传感器、光学及电学器件等方面有更为丰富的功能和广阔的应用价值。
目前，CDs的制备及其机理的研究还处于初级阶段，因此，探究不同发光特性的CDs的制备以及通过功能化和表面钝化对碳点的结构及性能实现调控具有极大的科研意义和应用价值。
发明内容
本发明目的是提供一种发嫩绿色荧光的碳点材料及其制备方法，将D-胺基葡萄糖与发蓝色荧光的碳点溶液通过水热反应，可实现发嫩绿色荧光的碳点的制备。
具体步骤为：
（1）合成蓝色荧光碳点1（CDs 1）
将1g柠檬酸与0.25~1g尿素溶于10 mL过膜(0.22μm)二次水中，搅匀使其溶解，将混合液转移至体积为15~25 mL的聚四氟乙烯不锈钢反应釜中140~210℃进行水热反应4~10小时；反应结束以后，经过离心、过滤、透析、冷冻干燥得到发蓝色荧光的碳点1，将得到的碳点1与过膜(0.22μm)二次水配成1mg/mL 的母液，备用。
（2）用蓝色荧光碳点合成嫩绿色荧光的碳点（CDs 2）
将0.25~1g D-胺基葡萄糖和10mL步骤（1）所得浓度为1mg/mL的碳点1溶液混合均匀后，将混合液转移至体积为15~25 mL的聚四氟乙烯不锈钢钢反应釜中140~200℃进行水热反应4~10小时；反应结束后，过滤、透析、真冷冻干燥即得到发嫩绿色荧光的碳点粉末。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明选择价钱低廉的尿素与柠檬酸作为蓝色碳点的原料，采用简单的水热法首先合成环保无毒的蓝色碳点，然后与D-胺基葡萄糖通过水热反应制备发嫩绿色荧光的碳点，其中发绿色荧光的零维纳米结构碳点不仅明显提高具有较强荧光性能，相对量子产率达到12.78%，具有稳定的荧光性能。本发明操作简单、安全性好、成本低廉、对环境友好，制备的碳点形貌可控、粒径分散均匀、光学性能优良,适用于工业化生产，制备的嫩绿色碳点在生物传感和生物成像具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例得到的嫩绿色荧光的碳点的发射扫描光谱图。
图2本发明实施例得到的嫩绿色荧光的碳点在紫外灯照射下的图片。
图3本发明实施例得到的嫩绿色荧光的碳点在自然光照射下的图片。
图4本发明实施例得到的嫩绿色荧光的碳点的吸收光谱图。
图5本发明实施例得到的嫩绿色荧光的碳点的荧光发射光谱图。
图6本发明实施例得到的嫩绿色荧光的碳点的傅里叶-红外光谱图。
具体实施方式
实施例：
（1）合成蓝色荧光碳点1（CDs 1）
将1g柠檬酸与0.5g尿素溶于10 mL过膜(0.22μm)二次水中，搅匀使其溶解，将混合液转移至体积为20 mL的聚四氟乙烯不锈钢反应釜中180℃进行水热反应6小时；反应结束以后，经过离心、过滤、透析、冷冻干燥得到发蓝色荧光的碳点1，将得到的碳点1与过膜(0.22μm)二次水配成1mg/mL 的母液，备用。
（2）用蓝色荧光碳点合成嫩绿色荧光的碳点（CDs 2）
将0.5g D-胺基葡萄糖和10mL步骤（1）所得浓度为1mg/mL的碳点1溶液混合均匀后，将混合液转移至体积为20 mL的聚四氟乙烯不锈钢钢反应釜中180℃进行水热反应8小时；反应结束后，过滤、透析、冷冻干燥即得到发嫩绿色荧光的碳点粉末。
从图1可以看出，合成的碳点具有两个发射峰，并且两个发射峰具有协同作用。
从图2可以观察到在 365 nm 紫外灯下可观察到明亮的嫩绿色荧光。
从图3可以观察到在自然光下可观察到亮红色碳点水溶液。
从图4可以观察到碳点的水溶液在紫外区有较强的吸收，但没有明显的特征吸收。
从图5可以观察到碳点的最大激发和发射峰分别位于 340 nm 和 470 nm。

Claims (1)

1.一种发嫩绿色荧光碳点的制备方法，其特征在于具体步骤为：
（1）将1g柠檬酸与0.25~1g尿素溶于10 mL过0.22μm膜的二次水中，搅匀使其溶解，将混合液转移至体积为15~25 mL的聚四氟乙烯不锈钢反应釜中140~210℃进行水热反应4~10小时；反应结束以后，经过离心、过滤、透析、冷冻干燥得到发蓝色荧光的碳点1，将得到的碳点1与水配成1mg/mL 的母液，备用；
（2）将0.25~1g D-胺基葡萄糖和10mL步骤（1）所得浓度为1mg/mL的碳点1溶液混合均匀后，将混合液转移至体积为15~25 mL的聚四氟乙烯不锈钢钢反应釜中140~200℃进行水热反应4~10小时；反应结束后，过滤、透析、真冷冻干燥即得到发嫩绿色荧光的碳点粉末。
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