CN111518553B - 一种水相室温磷光碳点材料的制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水相室温磷光碳点材料的制备方法和应用，属于功能型发光碳材料制造领域。本发明将碳源、熔融盐基质、碱土金属盐和磷酸氢盐混合进行碳化，碳化结束后，温度冷却到室温，洗涤去除所制材料的熔融盐基质，即得具有水分散性质的室温磷光碳点材料。本发明所述方法有效解决了现有碳点磷光材料无法运用在水相、短寿命和制备方法复杂，可简单制作大批量可运用在水相中的室温磷光材料。

Description

一种水相室温磷光碳点材料的制备方法和应用
技术领域
本发明属于功能型发光碳材料制造领域，涉及一种水相室温磷光碳点材料的制备方法和应用。
背景技术
室温磷光材料具较大的斯托克斯位移、长寿命的三重激发态、有效消除自吸收和背景荧光等独特特征。室温磷光材料在去除激发源后通常可以显示几秒钟到几小时的寿命，这个独特的性质有望在信息安全、光电设备、传感和高灵敏度生物成像中得到广泛应用。室温磷光材料的早期研究通常集中在重金属基无机物或有机复合物，但由于重金属的毒性作用以及潜在的环境危害和昂贵的合成成本，此方法受到严重限制。为了克服这些缺点，最近报道了无金属的纯有机室温磷光分子，并且它们具有许多优点，例如成本低、稳定性好、易加工性和良好的生物相容性。但是由于其弱自旋轨道耦合和较大的非辐射速率常数，有机发光团的三重态激子很容易通过热力学振动伸缩和外部的非辐射衰变过程而失活，使得有效的有机室温磷光材料仍然非常稀有。因此，迫切需要找到一些替代方法来制备室温磷光材料。
碳点作为一类发光纳米材料，由于其良好的水溶性、较高的光稳定性、低毒性和良好的生物相容性，在生物、光电和化学领域引起了越来越多的关注。到目前为止，大多数研究集中在荧光碳点的开发上，由于三重态激子跃迁的自旋禁阻性质，因此对碳点的室温磷光现象及其相关应用的关注较少。通常，可以通过增强自旋-轨道耦合来促进单重态至三重态系统间穿越过程并抑制非辐射弛豫途径来激活室温磷光发射。一些固态具有室温磷光的碳点是通过将特定基团(即重原子，杂原子或芳族羰基)掺入碳点结构或将碳点嵌入基质(无机盐、聚合物、沸石和聚乙烯醇等)而实现的。应该需要注意的是，目前所制备的具有室温磷光特性的碳点材料基本都处于固态，存在如下缺陷：(1)碳点材料分散在水中时，随着结晶盐基质的崩塌，室温磷光性质便消失；(2)碳点材料粒径太大在水相中很容易发生沉降，无法有效分散；从而限制了磷光碳点材料在水相中应用。因此，获得在水溶液中具有有效室温磷光性质的碳点对于其应用至关重要。
发明内容
本发明基于上述现有技术的不足，提出了一种制备长寿命的水相室温磷光碳点的方法。获得一种简单、绿色的熔融盐法制备具有水分散性质的长寿命室温磷光碳点材料。
本发明的技术方案是：一种制备水相室温磷光碳点的方法，步骤如下：
(1)将碳源、熔融盐基质、碱土金属盐和磷酸氢盐加入水中，充分搅拌得到混合溶液，然后干燥得到均匀的混合粉末；或者直接将碳源、熔融盐、碱土金属盐和磷酸氢盐混合得到混合粉末；其中，碳源、熔融盐基质、碱土金属盐和磷酸氢盐的质量比为1：(10-50)：(1-5)：(0-4)；
(2)将步骤(1)所得的混合粉末在200-500℃下进行碳化，碳化结束后得到粉末产物，洗涤，去除熔融盐，即得具有水分散性质的室温磷光碳点材料；其中，所述熔融盐基质的熔化温度不超过碳化的温度。
在本发明的一种实施方式中，所述磷酸氢盐为一氢盐或者二氢盐。
在本发明的一种实施方式中，所述熔融盐基质为熔化温度为140-400℃的硝酸盐、氯化盐、磷酸盐和硫酸盐中的一种或几种。
在本发明的一种实施方式中，所述碱土金属盐形成不溶于水的固体基质，保护了三重态激子。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中，所述干燥的方法为真空冷冻干燥、液氮冷冻干燥、减压干燥和常压干燥中的一种。
在本发明的一种实施方式中，所述碳源为脂肪族化合物、芳香族化合物、杂环化合物或高分子聚合物中的任一种或几种。
在本发明的一种实施方式中，所述碳源为1,2,4-三氨基苯、柠檬酸、乙二胺四乙酸、葡萄糖、活性黄、聚乙二醇、抗坏血酸、壳聚糖、邻二氮菲、赖氨酸和邻苯二胺中的一种或几种。
在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中的碳化是以升温速率为8-12℃/min升温至碳化的温度。
在本发明的一种实施方式中，所述碳化的设备包括马弗炉、管式炉或烘箱中的任一种。
其次，本发明还提供了上述方法制备得到的水相室温磷光的碳点材料。
在本发明的一种实施方式中，所述室温磷光碳点的粒径范围为1.5-4.5nm，平均粒径为3.0nm，这些碳点均匀嵌在一个盐基质网络中。
在本发明的一种实施方式中，所述室温磷光碳点材料在水相以及有机相中都具有良好的分散性和稳定性，代表了所制备的室温磷光碳点材料可以应用在水相或有机相领域中。
在本发明的一种实施方式中，本发明的室温磷光碳点在熔融盐基质中原位合成，碱土金属盐的掺杂使碳点被原位包裹在不溶于水的碱土金属壳中，可以在水相中依然保留碳点的三重激发态，抑制其非辐射失活；在复合物中添加高电荷密度的碱土金属离子和磷元素有助于增强自旋轨道耦合过程并增强室温磷光发射；碳点复合材料的聚集使基质壳自组装成网络，从而进一步提高了壳的刚性并抑制了分子间的运动，从而延长了室温磷光寿命。因此，所制备的碳点复合材料的室温磷光现象归因于结晶盐的刚性结构和聚集诱导的协同作用。
另外，本发明还提供了上述的水相室温磷光碳点在防伪领域中的应用。比如防伪印泥等。
最后，本发明还提供了上述室温磷光碳点在水相中对于pH和温度检测的应用。
本发明具有以下有益的技术效果：
1)本发明操作步骤简单，无需复杂的仪器和分离过程，无需低温、无氧环境，具有普适性，可以大量制备，适合工业化生产。
2)本发明原料廉价，来源广泛，成本低。
3)本发明制备的室温磷光碳点复合材料具有较长的磷光寿命和良好的磷光性质，并且可以稳定分散在水相和有机相中，本发明通过熔融盐的方法制备得到了水分散性质的室温磷光碳点复合材料。
4)本发明所制备的室温磷光碳点在传感检测、防伪、生物成像和光电设备等领域具有应用价值。
附图说明
图1为实施例1的室温磷光碳点的X射线衍射(XRD)谱图；
图2为实施例1的室温磷光碳点的透射电子显微镜(TEM)照片，插图为高倍透射电子显微镜(HRSEM)；
图3为实施例1的室温磷光碳点的荧光和磷光谱图；
图4为实施例1的室温磷光碳点在不同激发波长下的归一化荧光光谱图；
图5为实施例1的室温磷光碳点在不同激发波长下的归一化磷光光谱图；
图6为实施例1的室温磷光碳点分别在固态a)和水相b)中在日光灯下、365nm紫外灯照射下的照片以及撤掉紫外灯的磷光照片；
图7为实施例1的室温磷光碳点的时间分辨谱图；
图8为实施例1的室温磷光碳点水分散液的磷光发射谱和在室温环境下储存一个月后的磷光发射谱；
图9为实施例1的室温磷光碳点在不同溶剂中的分散液照片a)和磷光发射谱b)；
图10为实施例1的室温磷光碳点在水相中对不同pH的响应性谱图；
图11为实施例1的室温磷光碳点在水相中对不同温度的响应性谱图；
图12为实施例2的室温磷光碳点分别在固态a)和水相b)中在日光灯下、365nm紫外灯照射下的照片以及撤掉紫外灯的磷光照片，以及激发、荧光和磷光光谱图c)；
图13为实施例3的室温磷光碳点分别在固态a)和水相b)中在日光灯下、365nm紫外灯照射下的照片以及撤掉紫外灯的磷光照片，以及激发、荧光和磷光光谱图c)。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步描述。
X射线衍射仪：D2 PHASER X射线衍射仪(Cu Kα射线源)
透射电镜：JEM-2100plus透射电子显微镜(200KV加速电压)。
荧光光谱仪：Hitachi F-7000(日本)分光光度计
实施例1
称取2g的硝酸钾(熔化温度为350℃)、0.2g的氯化镁、0.1g的磷酸二氢钾和0.05g的碳源1,2,4-三氨基苯放置于样品瓶中，加入20ml蒸馏水，充分搅拌10min获得均匀的溶液，然后进行真空冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合粉末。将粉末放置于坩埚中，在马弗炉中以10℃的升温速率升温至400℃，并在400℃中保温4小时，之后温度冷却到室温，用超纯水洗涤3次，以除去熔融盐基质，在烘箱里干燥后即得具有室温磷光的碳点材料。
通过粉末X射线衍射仪和透射电子显微镜分析了碳点复合材料的形貌和结构组成。结果如图1所示，碳点复合材料的XRD图谱表明，包覆碳点的结晶盐外壳中可能存在三个主要成分，经过数据库归属，包括碳(标准JCPDS#26-1078)、三水合磷酸氢镁(标准JCPDS#19-0762)，磷酸镁(标准JCPDS#11-0411)和氧化镁(标准JCPDS#01-1235)。此外，由于高度无序的碳原子，在2θ为15.9°处出现一个宽峰。图2中碳点复合材料的TEM图像显示球形的碳点纳米粒子均匀地嵌入盐基质网络中，其粒径约为3.0nm。相关的高分辨率透射显微镜(图2中的插图)表明了碳点具有0.21nm的明显晶格间距，这与石墨碳的(110)晶格面非常匹配。以上表明了此方法成功将碳点嵌入了盐基质壳中。
通过荧光光谱仪研究了碳点复合材料的光学性质。图3表明了碳点复合材料水溶液的最佳荧光发射主要位于390nm，而在350nm激发时其最大磷光发射波长为506nm，与荧光发射波长相比，红移了116nm。磷光和荧光发射峰之间的这种较大的偏移归因于多个非辐射跃迁的能量损失，进一步证明了室温磷光发射的性质不同于荧光。此外，碳点复合材料表现出激发依赖性的荧光和磷光(见图4和5)，归因于碳点表面丰富的表面基团引起的多个单重态和三重态。图6表明，在365nm的紫外线激发下，所得粉末呈蓝色荧光，当紫外灯关闭后，粉末仍呈现持续6s的黄色磷光；当将粉末均匀分散在水相中，它们的黄色室温磷光现象仍然保持4s。图7是所得碳点材料的时间分辨谱图，可见其寿命为1280毫秒，在现有室温磷光碳点纳米材料中属于较高寿命的碳点材料。如图8所示，即使储存了一个月，分散在水中的碳点材料仍然保持稳定，没有沉淀，其室温磷光性质依然保持，表明存在的刚性盐基质可以有效防止外部因素(例如氧气和水)的猝灭。此外，碳点材料在不同溶剂中保持稳定的磷光特性(图9)。
所述碳点材料具有长寿命的室温磷光和良好的水分散性，可用于检测水相中的pH和温度。如图10所示，碳点材料在pH＝2.0-5.0时无磷光，因为镁盐在强酸性条件下不稳定，因此不会形成刚性的基质壳。随着溶液pH值从5.0增加到7.5，由于刚性盐外壳和聚集网络的构建，碳点材料的磷光强度显着增强，这表明了所制碳点具有灵敏的pH响应特性，可以用作磷光传感器。当pH值进一步增加时，在较高的pH值(7.5-11.0)下，磷光会稍微降低。如前所述，壳的镁含量明显大于磷酸镁中的化学计量比。图10的插图中显示出了磷光强度与pH值(5.0-7.5)具有良好的线性关系，其覆盖正常生理范围，并且线性方程为y＝1350x-6190，相关系数为0.9159。此外，我们研究了碳点材料在水溶液中的热响应特性，以探索其作为纳米温度计探针的潜在应用。如图11所示，温度从20到78℃的升高导致碳点磷光强度降低了近77％，而它们的发射光谱不变。随着温度升高，分子热运动频率和非辐射跃迁速率增加，三重激发态发射的磷光强度相应降低。因此，上述出色的磷光特性使所制备碳点材料可用作pH和温度传感器。
实施例2
称取2g的硝酸钠(熔化温度为320℃)、0.2g的氯化钡、0.1g的磷酸二氢钾和0.05g的碳源1,2,4-三氨基苯放置于样品瓶中，加入20ml蒸馏水，充分搅拌10min获得均匀的溶液，然后进行真空冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合粉末。将粉末放置于坩埚中，在马弗炉中以10℃的升温速率升温至350℃，并在350℃中保温5小时，之后温度冷却到室温，用超纯水洗涤3次，以除去熔融盐基质，在烘箱里干燥后即得具有室温磷光的碳点材料。结果如图12所示，所制备的材料在水相中的荧光最佳发射在498nm，磷光最佳发射在517nm(在最佳激发波长为400nm)。在日光灯下为白色的粉末，在365nm的紫外灯下，所得粉末呈现黄色荧光，当紫外灯关闭后，呈现黄色的磷光现象。
将粉末均匀分散在水相中并储存了一个月，分散在水中的碳点材料仍然保持稳定，没有沉淀，分散性良好；磷光寿命为1080ms。
实施例3
称取2g的硝酸钾(熔化温度为350℃)、0.2g的氯化锶和0.05g的碳源1,2,4-三氨基苯放置于样品瓶中，加入20ml蒸馏水，充分搅拌10min获得均匀的溶液，然后进行真空冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合粉末。将粉末放置于坩埚中，在马弗炉中以10℃的升温速率升温至400℃，并在400℃中保温4小时，之后温度冷却到室温，用超纯水洗涤3次，以除去熔融盐基质，在烘箱里干燥后即得具有室温磷光的碳点材料。结果如图13所示，所制备的材料的荧光最佳发射在372nm，磷光最佳发射在509nm(在最佳激发波长为365nm)。在日光灯下为淡黄色色的粉末，在365nm的紫外灯下，所得粉末呈现蓝色荧光，当紫外灯关闭后，粉末的磷光呈现黄色。
将粉末均匀分散在水相中并储存了一个月，分散在水中的碳点材料仍然保持稳定，没有沉淀，分散性良好；磷光寿命为850ms。
实施例4
称取2g的硝酸钠(熔化温度为320℃)、0.2g的氯化镁和0.05g的碳源柠檬酸放置于样品瓶中，加入20ml蒸馏水，充分搅拌10min获得均匀的溶液，然后进行真空冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合粉末。将粉末放置于坩埚中，在马弗炉中以10℃的升温速率升温至350℃，并在350℃中保温6小时，之后温度冷却到室温，用超纯水洗涤3次，以除去熔融盐基质，在烘箱里干燥后即得具有室温磷光的碳点材料。
将粉末均匀分散在水相中并储存了一个月，分散在水中的碳点材料仍然保持稳定，分散性良好；磷光寿命为762ms。
实施例5
称取2g的硝酸钾(熔化温度为350℃)、0.2g的氯化钙、0.1g的磷酸二氢钾和0.05g的碳源邻二苯胺放置于样品瓶中，加入20ml蒸馏水，充分搅拌10min获得均匀的溶液，然后进行真空冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合粉末。将粉末放置于坩埚中，在马弗炉中以10℃的升温速率升温至400℃，并在400℃中保温4小时，之后温度冷却到室温，用超纯水洗涤3次，以除去熔融盐基质，在烘箱里干燥后即得具有室温磷光的碳点材料。
将粉末均匀分散在水相中并储存了一个月，分散在水中的碳点材料仍然保持稳定，分散性良好；磷光寿命为976ms。
实施例6
称取2.5g的硝酸钾(熔化温度为350℃)、0.25g的氯化钙、0.2g的磷酸二氢钾和0.05g的碳源壳聚糖放置于样品瓶中，加入20ml蒸馏水，充分搅拌10min获得均匀的溶液，然后进行真空冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合粉末。将粉末放置于坩埚中，在烘箱中以10℃的升温速率升温至400℃，并在400℃中保温6小时，之后温度冷却到室温，用超纯水洗涤3次，以除去熔融盐基质，在烘箱里干燥后即得具有室温磷光的碳点材料。
将粉末均匀分散在水相中并储存了一个月，分散在水中的碳点材料仍然保持稳定，分散性良好；磷光寿命为1124ms。
实施例7
称取2g的硝酸钠(熔化温度为320℃)、0.2g的氯化锶和0.05g的碳源活性黄放置于样品瓶中，加入20ml蒸馏水，充分搅拌10min获得均匀的溶液，然后进行真空冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合粉末。将粉末放置于坩埚中，在烘箱中以10℃的升温速率升温至350℃，并在350℃中保温7小时，之后温度冷却到室温，用超纯水洗涤3次，以除去熔融盐基质，在烘箱里干燥后即得具有室温磷光的碳点材料。
将粉末均匀分散在水相中的碳点材料仍然保持稳定，分散性良好；磷光寿命为963ms。
实施例8
称取2g的硝酸钾(熔化温度为350℃)、0.2g的氯化钙和0.05g的碳源柠檬酸放置于样品瓶中，加入20ml蒸馏水，充分搅拌10min获得均匀的溶液，然后进行液氮冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合粉末。将粉末放置于坩埚中，在马弗炉中以10℃的升温速率升温至380℃，并在380℃中保温5小时，之后温度冷却到室温，用超纯水洗涤3次，以除去熔融盐基质，在烘箱里干燥后即得具有室温磷光的碳点材料。
将粉末均匀分散在水相中的碳点材料仍然保持稳定，分散性良好；磷光寿命为762ms。
实施例9
称取1g的硝酸钾，0.5g的硫酸钙和0.5g的硫酸钡粉末(熔化温度为350℃)、0.2g的氯化钙和0.05g的碳源1,2,4-三氨基苯放置于样品瓶中，加入20ml蒸馏水，充分搅拌10min获得均匀的溶液，然后进行液氮冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合粉末。将粉末放置于坩埚中，在马弗炉中以10℃的升温速率升温至400℃，并在400℃中保温5小时，之后温度冷却到室温，用超纯水洗涤3次，以除去熔融盐基质，在烘箱里干燥后即得具有室温磷光的碳点材料。
将粉末均匀分散在水相中的碳点材料仍然保持稳定，分散性良好；磷光寿命为935ms。
实施例10
称取1.5g的硝酸锂和0.5g的氯化锂粉末(熔化温度为280℃)、0.2g的氯化钙、0.1g的磷酸二氢钠和0.05g的碳源1,2,4-三氨基苯放置于样品瓶中，加入20ml蒸馏水，充分搅拌10min获得均匀的溶液，然后进行液氮冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合粉末。将粉末放置于坩埚中，在马弗炉中以10℃的升温速率升温至300℃，并在300℃中保温4小时，之后温度冷却到室温，用超纯水洗涤3次，以除去熔融盐基质，在烘箱里干燥后即得具有室温磷光的碳点材料。
实施例11
称取1.5g的硝酸钾和0.5g的氯化钠粉末(熔化温度为350℃)、0.2g的氯化钙、0.1g的磷酸二氢钠和0.05g的碳源抗坏血酸放置于样品瓶中，加入20ml蒸馏水，充分搅拌10min获得均匀的溶液，然后进行液氮冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合粉末。将粉末放置于坩埚中，在马弗炉中以10℃的升温速率升温至400℃，并在400℃中保温4小时，之后温度冷却到室温，用超纯水洗涤3次，以除去熔融盐基质，在烘箱里干燥后即得具有室温磷光的碳点材料。
将粉末均匀分散在水相中的碳点材料仍然保持稳定，分散性良好；磷光寿命为895ms。
实施例12
称取0.99g的硝酸钾，0.56g的亚硝酸钠和0.12g硝酸钠粉末(熔化温度为142℃)、0.2g的氯化镁、0.1g的磷酸二氢钠和0.05g的碳源壳聚糖放置于样品瓶中，加入20ml蒸馏水，充分搅拌10min获得均匀的溶液，然后进行液氮冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合粉末。将粉末放置于坩埚中，在马弗炉中以5℃的升温速率升温至250℃，并在250℃中保温5小时，之后温度冷却到室温，用超纯水洗涤3次，以除去熔融盐基质，在烘箱里干燥后即得具有室温磷光的碳点材料。
将粉末均匀分散在水相中的碳点材料仍然保持稳定，分散性良好；磷光寿命为923ms。
对比例1
称取1g的氯化钠和1g的氯化钾粉末(熔化温度为800℃)、0.2g的氯化锶、0.1g的磷酸二氢钠和0.05g的碳源邻苯二胺放置于样品瓶中，加入20ml蒸馏水，充分搅拌10min获得均匀的溶液，然后进行液氮冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合粉末。将粉末放置于坩埚中，在马弗炉中以10℃的升温速率升温至800℃，并在800℃中保温3小时，之后温度冷却到室温，用超纯水洗涤3次，以除去熔融盐基质，在烘箱里干燥后，结果发现，碳源被过度碳化，没有室温磷光和荧光性质，无法形成碳点纳米材料。
对比例2
称取2g的磷酸二氢钠粉末粉末(熔化温度为60℃)、0.2g的氯化镁、0.1g的磷酸二氢钠和0.05g的碳源1,2,4-三氨基苯放置于样品瓶中，加入20ml蒸馏水，充分搅拌10min获得均匀的溶液，然后进行液氮冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合粉末。将粉末放置于坩埚中，在马弗炉中以5℃的升温速率升温至80℃，并在80℃中保温3小时，之后温度冷却到室温，用超纯水洗涤3次，以除去熔融盐基质，结果发现，碳源大部分处于分子聚集态，没有形成碳点，没有室温磷光和荧光性质，无法形成碳点纳米材料。
对比例3
称取0.75g的硝酸钾和0.25g的氯化钠粉末(熔化温度为350℃)放置于样品瓶中，加入蒸馏水，充分搅拌，然后进行真空冷冻干燥，研磨后得到均匀的混合盐体系。称取0.05g的1,2,4-三氨基苯，将其和混合盐体系进行研磨，放置于坩埚中，在马弗炉中以10℃的升温速率升温至350℃，并在350℃中保温3小时，之后温度冷却到室温，即得具有室温磷光的碳点。
将所得粉末均匀分散在水相中，结果发现：没有磷光现象。
对比例4
(1)称取3g柠檬酸和6g尿素置于烧杯中，加入20mL去离子水搅拌至混合均匀；将混合液置于50mL的聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，180℃加热6h；反应后的产物冷却至室温得到棕色的碳量子点初始溶液；将初始溶液倒入离心管中置于离心机处于时长10min和转速为8000r/min条件下离心处理两次，得到初步提纯的碳量子点溶液；使用截留分子量为3.0kD的透析袋对初步提纯的碳量子点溶液进行避光24h，去除其中残留的小分子杂质获得最终碳量子点；
(2)称取二水合氯化钡2.44g置于烧杯中，加入1.5mL碳量子点溶液和8.5mL去离子水搅拌5min；左右待Ba2+充分被碳量子点吸附，边搅拌边缓慢加入10mL 1mol/L的硫酸钡溶液，在5min 6000r/min的条件下将混合溶液离心处理，移走上层清夜得到淡黄色的沉淀物，将其置于真空干燥箱中在50℃下干燥，最终得到室温磷光碳点。
将所得碳点均匀分散在水相中，结果发现其具有一定的荧光强度，寿命可达280ms，但是无法实现良好分散，碳点沉淀在底部。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种含有水相室温磷光碳点的pH传感器或者温度传感器，所述水相室温磷光碳点的制备方法包括如下步骤：
（1）将碳源、熔融盐基质、碱土金属盐和磷酸氢盐加入水中，充分搅拌得到混合溶液，然后干燥得到均匀的混合粉末；或者直接将碳源、熔融盐、碱土金属盐和磷酸氢盐混合得到混合粉末；其中，碳源、熔融盐基质、碱土金属盐和磷酸氢盐的质量比为1：(10-50)：(1-5)：(0-4)；
（2）将步骤（1）所得的混合粉末在200-500℃下进行碳化，碳化结束后得到粉末产物，洗涤，即得室温磷光碳点材料；其中，所述熔融盐基质的熔化温度不超过碳化的温度。
2.根据权利要求1所述的pH传感器或者温度传感器，其特征在于，所述熔融盐基质为熔化温度为140-400℃的硝酸盐、氯化盐、磷酸盐和硫酸盐中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的pH传感器或者温度传感器，其特征在于，步骤（1）中，所述干燥的方法为真空冷冻干燥、液氮冷冻干燥、减压干燥和常压干燥中的一种。
4.根据权利要求1所述的pH传感器或者温度传感器，其特征在于，所述碳源为脂肪族化合物、芳香族化合物、杂环化合物和高分子聚合物中的任意一种或几种。
5.根据权利要求1所述的pH传感器或者温度传感器，其特征在于，所述碳源为1,2,4-三氨基苯、柠檬酸、乙二胺四乙酸、葡萄糖、活性黄、聚乙二醇、抗坏血酸、壳聚糖、邻二氮菲、赖氨酸和邻苯二胺中的一种或几种。
6.根据权利要求1-5任一所述的pH传感器或者温度传感器，其特征在于，所述碳化的设备包括马弗炉、管式炉或烘箱中的任意一种。
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