CN108641716A - 一种荧光可调的对苯二胺碳点的制备方法 - Google Patents

一种荧光可调的对苯二胺碳点的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108641716A
CN108641716A CN201810454434.7A CN201810454434A CN108641716A CN 108641716 A CN108641716 A CN 108641716A CN 201810454434 A CN201810454434 A CN 201810454434A CN 108641716 A CN108641716 A CN 108641716A
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon dots
phenylenediamine
fluorescence
method described
adjustable
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.)
Granted
Application number
CN201810454434.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108641716B (zh
Inventor
王素华
岳季
张奎
余欢
余龙
侯田鑫
陈欣峰
葛宏伟
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.)
North China Electric Power University
Original Assignee
North China Electric Power University
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 North China Electric Power University filed Critical North China Electric Power University
Priority to CN201810454434.7A priority Critical patent/CN108641716B/zh
Publication of CN108641716A publication Critical patent/CN108641716A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108641716B publication Critical patent/CN108641716B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/65—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种荧光可调的对苯二胺碳点的制备方法，其包括以下步骤：1)制备对苯二胺碳点，将对苯二胺粉末溶于乙醇，然后烧结，分离，洗脱；2)制备荧光可调的对苯二胺碳点，将步骤1)所得对苯二胺碳点的水溶液中加入叔丁基过氧自由基，进行孵化，获得发射位点位于450nm,490nm,530nm的碳点。本发明首次提出通过加入大浓度的叔丁基过氧自由基从而改变对苯二胺碳点的粒径，获得不同荧光发射位点的碳点，通过改变碳点制备的前体材料从而获得不同荧光发射的波长碳点，操作简单且节约成本。

Description

一种荧光可调的对苯二胺碳点的制备方法
技术领域
本发明属于碳纳米技术领域，涉及光致发光荧光可调碳点的制备方法，特别是针对对苯二胺碳点快速转换成另外一种具有三个发射位点的碳点，具体的说是通过加入叔丁基过氧自由基之后通过改变对苯二胺碳点的粒径从而获得不同发射位点的碳点。
背景技术
作为一种新型的碳纳米材料，与传统半导体量子点相比，荧光碳点具有可媲美荧光特性外，还因其碳素本质而拥有低毒性、优异生物相容性以及环境友好性，在环境检测、生物成像、药物载体、光催化及电催化等领域内引起广泛关注，并取得了很好的研究成果，展现出其潜在的应用价值。碳点发光性质最大的一个特色就是发射波长可“调谐”。它的荧光发射波长跨度范围广,可以从可见光区一直延伸到近红外区,这弥补了传统的有机试剂在近红外区种类少的不足。碳点的制备方法分为自上而下和自下而上的制备工艺，而其中水热法和溶剂热法制备碳点是最常应用的方法。通过此方法往往只能获得发射一种荧光的碳点。之前报导的通过修饰和掺杂元素改变荧光发射波长的实验过程既复杂又具有不确定性。因此荧光可调谐的实现多是通过改变制备碳点的前体达到的，而通过简单加入外源物质轻松获得与原有碳点不同发光位点的材料比较少见。
参考文献Jiang,K.；Sun,S.；Zhang,L.；Lu,Y.；Wu,A.；Cai,C.；Lin,H.Red,green,and blue luminescence by carbon dots:full-color emission tuning andmulticolor cellular imaging.Angewandte Chemie 2015,54,5360-5363.在此文章中，作者利用对苯二胺，间苯二胺以及邻苯二胺制备出不同发射荧光的碳点。基于上述的红色碳点制备方法以及易被氧化的特性，为检测氧化电势很高的叔丁基过氧自由基奠定了思路。本发明制备光致发光可调的对苯二胺碳点首次提出叔丁基过氧自由基的切割理论并将其应用于改变对苯二胺碳点的粒径从而快速且高效地获得具备不同荧光发射颜色的碳点，同时该发明有助于揭示碳点发光性质的内在机理。
发明内容
本发明人在检测叔丁基过氧自由基过程中发现大浓度的叔丁基过氧自由基可以导致对苯二胺碳点的荧光发射光谱发生蓝移，因此提出了一种荧光可调谐的对苯二胺碳点的简易制备方法。具体技术方案如下。
一种荧光可调的对苯二胺碳点的制备方法，包括以下步骤：
1)制备对苯二胺碳点，将对苯二胺粉末溶于乙醇，然后烧结，分离，洗脱；
2)制备荧光可调的对苯二胺碳点，将步骤1)所得对苯二胺碳点的水溶液中加入含有叔丁基过氧自由基的化合物，进行孵化，低浓度的叔丁基过氧自由基可以猝灭对苯二胺碳点的荧光，随着浓度的增大，对苯二胺碳点的红色荧光完全被猝灭，同时，其荧光发射光谱发生蓝移并且发射峰具有三个发射位点，分别位于450nm，490nm，530nm。
进一步，步骤1)中所述对苯二胺粉末溶于乙醇，使用超声波设备助其溶解。
进一步，步骤1)中所述烧结在聚四氟乙烯容器中进行，温度200℃，时间12h。
进一步，步骤1)中所述分离是通过硅胶柱层析的方法分离出红色对苯二胺碳点。
进一步，步骤1)中所述洗脱，使用二氯甲烷和乙酸乙酯作为洗脱剂，二者的配比为1:1-1:5。
进一步，步骤2)中所述水溶液是超纯水的水溶液。
进一步，步骤2)中所述含有叔丁基过氧自由基的化合物的浓度为0.1M-2M。
进一步，步骤2)中所述孵化的时间是12min。
进一步，步骤2)中所述含有叔丁基过氧自由基的化合物的产生是通过TBHP加入二价铁离子实现的，在此过程中产生的氢氧化铁沉淀胶体采用离心方式去除。
本发明的优点和积极效果：
本发明首次提出通过加入大浓度的叔丁基过氧自由基从而改变对苯二胺碳点的粒径，获得不同荧光发射位点的碳点。
本发明极易于操作，对苯二胺碳点的稳定性很好，加入叔丁基过氧自由基之后所得具有三个荧光发射位点的荧光稳定性也很好。
本发明可以通过改变碳点制备的前体材料从而获得不同荧光发射的波长碳点，操作简单且节约成本。
附图说明
图1是本发明对苯二胺碳点加入叔丁基过氧自由基的荧光光谱图。
图2是本发明对苯二胺加入叔丁基过氧自由基前后的荧光发射光谱与激发光谱对照图。
图3是本发明对苯二胺碳点加入其他活性氧以及产生叔丁基过氧自由基物质的荧光光谱图。
图4是本发明对苯二胺碳点加入含有叔丁基过氧自由基的化合物前后的透射电镜图。
图5是本发明对苯二胺碳点以及加入含有叔丁基过氧自由基的化合物之后的质谱图。
图6是本发明对苯二胺碳点加入含有叔丁基过氧自由基的化合物之后的可视化照片。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进一步详细说明。
一种通过改变对苯二胺碳点粒径来获取不同发射位点的碳点，主要包括对苯二胺碳点的制备、加入一定浓度的带有叔丁基过氧自由基化合物来获得发射位点位于450,490,530nm的碳点，其特征在于通过硅胶柱层析的方法获得发红色荧光的碳点，将碳点溶于超纯水中，逐渐加入叔丁基过氧自由基之后，碳点的红色荧光随之被猝灭。随着所加入的叔丁基过氧自由基的浓度的增加，红色荧光几乎被猝灭完全，同时碳点的发射光谱发生了了明显的蓝移，从而实现了简单地获取不同发射荧光的材料。所合成的红色发光碳点前体选择对苯二胺。以上所有现象均出现在超纯水中。红色荧光碳点的荧光在低浓度叔丁基过氧自由基的攻击下猝灭，大浓度的条件下红色光谱发生蓝移。
1.制备对苯二胺碳点
取1g对苯二胺粉末于烧杯中加入100ml乙醇，超声直至溶解后转移至聚四氟乙烯反应器中。在200℃下烧12h，冷却至室温，通过柱层析的方法分离出红色对苯二胺碳点。洗脱剂选择二氯甲烷和乙酸乙酯，从1:1-1:5最终全部采用乙酸乙酯进行分离。
2.制备荧光可调的对苯二胺碳点
取30ul对苯二胺碳点溶于水中加入4ul的1M的叔丁基过氧自由基于对苯二胺水溶液中，孵化12min，在紫外灯下拍照，得到可视化照片。由于叔丁基过氧自由基的产生是通过叔丁基过氧化氢(TBHP)加入二价铁离子实现的，而在此过程中产生的氢氧化铁沉淀是胶体，所以采用离心的方式(4500r，15min)去除沉淀。
以上对本发明的技术方案进行了详细说明。显然，本发明并不局限于所述内容。熟悉本技术领域的人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或相类似的变化都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种荧光可调的对苯二胺碳点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制备对苯二胺碳点，将对苯二胺粉末溶于乙醇，然后烧结，分离，洗脱；
2)制备荧光可调的对苯二胺碳点，将步骤1)所得对苯二胺碳点的水溶液中加入含有叔丁基过氧自由基的化合物，进行孵化，获得发射位点位于450nm,490nm,530nm的碳点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述对苯二胺粉末溶于乙醇，使用超声波设备助其溶解。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述烧结在聚四氟乙烯容器中进行，温度200℃，时间12h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述分离是通过硅胶柱层析的方法分离出红色对苯二胺碳点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述洗脱，使用二氯甲烷和乙酸乙酯作为洗脱剂，二者的配比为1:1-1:5。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述水溶液是超纯水的水溶液。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述含有叔丁基过氧自由基的化合物的浓度为0.1M-2M。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述孵化的时间是12min。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述含有叔丁基过氧自由基的化合物的产生是通过TBHP加入二价铁离子实现的，在此过程中产生的氢氧化铁沉淀胶体采用离心方式去除。
CN201810454434.7A 2018-05-14 2018-05-14 一种荧光可调的对苯二胺碳点的制备方法 Expired - Fee Related CN108641716B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810454434.7A CN108641716B (zh) 2018-05-14 2018-05-14 一种荧光可调的对苯二胺碳点的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810454434.7A CN108641716B (zh) 2018-05-14 2018-05-14 一种荧光可调的对苯二胺碳点的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108641716A true CN108641716A (zh) 2018-10-12
CN108641716B CN108641716B (zh) 2020-09-29

Family

ID=63755082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810454434.7A Expired - Fee Related CN108641716B (zh) 2018-05-14 2018-05-14 一种荧光可调的对苯二胺碳点的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108641716B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109385276A (zh) * 2018-12-20 2019-02-26 南京大学 高性能红光碳量子点材料及其制备方法和生物成像应用
CN109796971A (zh) * 2019-01-09 2019-05-24 山西大学 一种氮掺杂红色荧光碳量子点及其制备方法和应用
CN110227426A (zh) * 2019-05-14 2019-09-13 中国科学院兰州化学物理研究所 一种对苯二胺碳点修饰硅胶色谱填料的制备和应用
CN112779006A (zh) * 2020-12-31 2021-05-11 苏州国纳思新材料科技有限公司 一种光致发光波长稳定的红光碳点的制备方法
CN112898968A (zh) * 2021-01-26 2021-06-04 临沂大学 一种红色荧光碳点的制备方法
CN114574196A (zh) * 2022-01-28 2022-06-03 华东师范大学 一种高荧光量子产率的碳量子点制备方法及应用
CN114672304A (zh) * 2022-04-07 2022-06-28 郑州大学 一种米级化学发光碳点薄膜及其制备方法和应用
CN115975639A (zh) * 2023-02-01 2023-04-18 广东省科学院微生物研究所(广东省微生物分析检测中心) 一种靶向线粒体的长波长发光碳点及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104312588A (zh) * 2014-09-12 2015-01-28 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种硒掺杂碳量子点的制备方法
CN105568762A (zh) * 2015-12-14 2016-05-11 陕西科技大学 一种碳量子点光稳定剂的制备方法及应用
CN106554008A (zh) * 2015-09-18 2017-04-05 上海新池能源科技有限公司 一种催化剂辅助制备石墨烯量子点的方法
CN106809815A (zh) * 2015-11-27 2017-06-09 中国科学院过程工程研究所 一种碳量子点、其制备方法及用途

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104312588A (zh) * 2014-09-12 2015-01-28 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种硒掺杂碳量子点的制备方法
CN106554008A (zh) * 2015-09-18 2017-04-05 上海新池能源科技有限公司 一种催化剂辅助制备石墨烯量子点的方法
CN106809815A (zh) * 2015-11-27 2017-06-09 中国科学院过程工程研究所 一种碳量子点、其制备方法及用途
CN105568762A (zh) * 2015-12-14 2016-05-11 陕西科技大学 一种碳量子点光稳定剂的制备方法及应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CUI LIU等: "Dual-Colored Carbon Dot Ratiometric Fluorescent Test Paper Based on a Specific Spectral Energy Transfer for Semiquantitative Assay of Copper Ions", 《ACS APPL.MATER.INTERFACES》 *
KEPENG LEI等: "Sensitive determination of endogenous hydroxyl radical in live cell by a BODIPY based fluorescent probe", 《TALANTA》 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109385276B (zh) * 2018-12-20 2020-05-19 南京大学 高性能红光碳量子点材料及其制备方法和生物成像应用
CN109385276A (zh) * 2018-12-20 2019-02-26 南京大学 高性能红光碳量子点材料及其制备方法和生物成像应用
CN109796971B (zh) * 2019-01-09 2021-07-02 山西大学 一种氮掺杂红色荧光碳量子点及其制备方法和应用
CN109796971A (zh) * 2019-01-09 2019-05-24 山西大学 一种氮掺杂红色荧光碳量子点及其制备方法和应用
CN110227426A (zh) * 2019-05-14 2019-09-13 中国科学院兰州化学物理研究所 一种对苯二胺碳点修饰硅胶色谱填料的制备和应用
CN110227426B (zh) * 2019-05-14 2021-12-31 中国科学院兰州化学物理研究所 一种对苯二胺碳点修饰硅胶色谱填料的制备和应用
CN112779006A (zh) * 2020-12-31 2021-05-11 苏州国纳思新材料科技有限公司 一种光致发光波长稳定的红光碳点的制备方法
CN112898968A (zh) * 2021-01-26 2021-06-04 临沂大学 一种红色荧光碳点的制备方法
CN114574196A (zh) * 2022-01-28 2022-06-03 华东师范大学 一种高荧光量子产率的碳量子点制备方法及应用
CN114574196B (zh) * 2022-01-28 2023-08-01 华东师范大学 一种高荧光量子产率的碳量子点制备方法及应用
WO2023142891A1 (zh) * 2022-01-28 2023-08-03 华东师范大学 一种高荧光量子产率的碳量子点制备方法及应用
CN114672304A (zh) * 2022-04-07 2022-06-28 郑州大学 一种米级化学发光碳点薄膜及其制备方法和应用
CN114672304B (zh) * 2022-04-07 2024-04-26 郑州大学 一种米级化学发光碳点薄膜及其制备方法和应用
CN115975639A (zh) * 2023-02-01 2023-04-18 广东省科学院微生物研究所(广东省微生物分析检测中心) 一种靶向线粒体的长波长发光碳点及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108641716B (zh) 2020-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108641716A (zh) 一种荧光可调的对苯二胺碳点的制备方法
Wu et al. Scalable synthesis of organic-soluble carbon quantum dots: superior optical properties in solvents, solids, and LEDs
Li et al. The design of room-temperature-phosphorescent carbon dots and their application as a security ink
Zhang et al. Self‐quenching‐resistant red emissive carbon dots with high stability for warm white light‐emitting diodes with a high color rendering index
Do et al. Soft-template synthesis of nitrogen-doped carbon nanodots: tunable visible-light photoluminescence and phosphor-based light-emitting diodes
Liu et al. Carbon dioxide derived carbonized polymer dots for multicolor light-emitting diodes
Pavitra et al. (BaSr) 2SiO4: Eu2+ nanorods with enhanced luminescence properties as green-emitting phosphors for white LED applications
AU2021100604A4 (en) Preparations of ultrahigh fluorescence quantum yield carbon dots, carbon dots/PVA phosphor film and the LED application of the phosphor film
CN111019649B (zh) 一种超高荧光量子产率的碳量子点、碳量子点/pva荧光膜及其制备方法和应用
Wang et al. Multicolor lanthanide-doped CaS and SrS near-infrared stimulated luminescent nanoparticles with bright emission: Application in broad-spectrum lighting, information coding, and bio-imaging
CN109652071A (zh) 一种红光发射碳量子点及其家用微波制备方法
JP2016145314A (ja) 最大吸収波長が４１０ナノ（ｎｍ）から４７０ナノ（ｎｍ）である希土類元素を含まない蛍光材料を作成する方法、及びそれを応用して白色のフォトルミネセンス光の発光を行う方法
Chen et al. Dual mode emission of core–shell rare earth nanoparticles for fluorescence encoding
CN110669515A (zh) 一种具有高亮和超窄半峰宽的双光子近红外碳点及其制备方法
Das et al. Superior white light emission and color tunability of tri-doped YBO 3: Tb 3+, Eu 3+ and Dy 3+ for white light emitting diodes
Feng et al. Fluorescent carbon quantum dots as single light converter for white LEDs
Kai et al. Encapsulation-induced emission enhancement (EIEE) of Eu (III)-complexes by aromatic micelles in water
Lu et al. Combination of chemical etching of gold nanoclusters with aggregation-induced emission for preparation of new phosphors for the development of UV-driven phosphor-converted white light-emitting diodes
Niu et al. Multicolor tunability and upconversion enhancement of fluoride nanoparticles by oxygen dopant
CN105349139A (zh) 发绿色荧光的含羧基碳量子点溶液及其制备方法
CN110878205A (zh) 一种碳点基荧光粉、其制备方法及应用
CN105018073B (zh) 一种含有两种配体的Eu配合物红色发光晶体材料及其制备方法
Li et al. Stable CsPbX3 (X= Cl, Br, I) Nanocrystal‐in‐Glass Composite (NGC) for Solid‐State Laser‐Driven White Light Generation
JP5185829B2 (ja) 希土類活性化アルミニウム窒化物粉末およびその製造方法
Yuan et al. Red-emitting carbon dots phosphors: a promising red color convertor toward warm white light emitting diodes

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20200929

Termination date: 20210514