CN115161023B - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本发明涉及碳量子点技术领域，具体公开一种荧光碳量子点、荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜及制备方法。以吡啶类类化合物和金属氯化物制备得到的低共熔溶剂为前驱体，经燃烧法制备得到荧光碳量子点。本发明以吡啶类化合物和金属氯化物为原料，形成稳定性良好的低共熔溶剂，以低共熔溶剂为原料制备碳量子点，可对碳量子点表面进行有效地功能基团修饰，且碳量子点表面的功能基团可通过络合作用与纤维素纳米晶体薄膜表面的羟基稳定结合，不仅有利于碳量子点均匀分布在纤维素纳米晶体薄膜中，且还能增强碳量子点的荧光强度，保护了碳量子点粒子表面缺陷能级结构，从而荧光稳定性也得了大幅度提高。

Description

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
技术领域
本发明涉及碳量子点技术领域，尤其涉及一种荧光碳量子点、荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜及制备方法。
背景技术
碳量子点(CDs)是一种新型碳纳米材料，是具有准球形形貌和纳米级特征尺寸的颗粒。2004年，xu等人发现在紫外灯照射下，单壁碳纳米管具有荧光分离带，并分离得到了蓝、绿和黄色三种荧光发射的纳米材料。碳量子点表面存在丰富的功能基团，当这些功能基团与离子或分子结合时，碳量子点的光学性质就可以得到调节，显示出较强的荧光效应。另外，碳量子点的纳米尺寸和高比表面积使其成为优良的化学探针，且具有较高的选择性和灵敏度。荧光碳量子点由于具有众多独特的优良性质，如良好的光致发光特性、良好的水溶性、低毒性和制备工艺简单等优点，因此，被广泛应用于分析显示、检测、生物成像等众多研究领域。
虽然，碳量子点的研究得到了越来越多的关注，但其复杂的内核结构、丰富的表面功能基团、不均一的粒径可能会导致其发光中心的变化，从而导致碳量子的发光性能不佳。研究表明，碳量子点的光致发光性能不仅与碳量子点的尺寸有关，也有碳量子点的团聚具有很大关系。当碳量子点发生颗粒团聚时，极易导致发生荧光猝灭，这在很大程度上限制了碳量子点的发展和应用。因此，开发一种更为简便、生产成本低，且荧光性能更稳定的碳量子点，对于拓展碳量子点的发展和应用具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有技术中碳量子点荧光性能不稳定等问题，本发明提供一种荧光碳量子点、荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜及制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种荧光碳量子点，以吡啶类类化合物和金属氯化物制备得到的低共熔溶剂为前驱体，经燃烧法制备得到；
其中，所述吡啶类化合物为2-吡啶甲醇、2-吡啶酰胺、2-氨基吡啶或2-吡啶甲酸中至少一种；所述金属氯化物为氯化钴、氯化铬、氯化铜、氯化镍、氯化铝、氯化锌或氯化铁中至少一种。
相对于现有技术，本发明提供的荧光碳量子点，以吡啶类化合物和金属氯化物制备的低共熔溶剂为前驱体，吡啶类化合物中的氨基或其衍生物中的酮基、酰胺基等基团，可在碳量子点的碳核表面有效地进行功能基团修饰，丰富碳量子点表面的荧光活性位点，提高荧光量子产率；特定的金属氯化物不仅可进一步丰富碳量子点的表面基团，而且，还可以利用自身的多个未占据轨道使碳量子点内部能量构建出更有效地电子转移通道，进而调整碳量子点整体材料的电荷密度，除此之外，还有利于碳量子点表面的官能团发生相互作用，且引入的吡啶结构提高了共轭结构，稳定了碳量子点的发光中心，从而显著提高碳量子点的光电响应和荧光性能的稳定性。
需要说明的是，氯化铝(AlCl3)、氯化锌(ZnCl2)和氯化铁(FeCl3)为非水合物形式的原料，氯化钴(CoCl2)、氯化铬(CrCl3)、氯化铜(CuCl2)和氯化镍(NiCl2)为水合物形式的原料。
优选的，所述吡啶类化合物为2-吡啶酰胺，所述金属氯化物为氯化钴。
优选的，所述吡啶类化合物与金属氯化物的摩尔比为5:1-1:5。
优选的吡啶类化合物与金属氯化物形成的低共熔溶剂，可降低合成碳量子点的反应温度，提高碳量子点的合成产率，同时，还能对碳量子点表面进行功能基团修饰，优化修饰基团在碳量子点表面的分布，进而提高碳量子点的光电性能。
优选的，所述低共熔溶剂的制备方法为：将所述吡啶类化合物和金属氯化物混合均匀，加热至30℃-150℃，恒温至体系均一透明，即得所述低共熔溶剂。
本申请中的低共熔溶剂以吡啶类化合物作为氢键供体，以金属氯化物作为氢键受体，氢键受体的杂环胺基或吡啶衍生物中的胺基、酰胺基、酮基等与氢键供体中Cl-以氢键的方式相互结合，得到低共熔溶剂。
本发明还提供了一种荧光碳量子点的制备方法，包括如下步骤：将所述低共熔溶剂于200℃-300℃高温焙烧0.5h-2h，然后于300℃-400℃恒温3h-5h，得所述荧光碳量子点。
需要说明的是，荧光碳量子点制备过程在空气中进行焙烧。
本发明提供的碳量子点的制备方法简单易行，原料来源广泛，制备工艺绿色环保，制备所得的碳量子点直径较小(2-5nm)，且具有较强的荧光特性。
本发明还提供了一种荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜，包括所述的荧光碳量子点和纤维素纳米晶体薄膜。
本发明以特定的吡啶类化合物和金属氯化物为原料，形成稳定性良好的低共熔溶剂，低共熔溶剂的均一性良好，可对碳量子点表面进行有效地功能基团修饰，且碳量子点表面的功能基团可通过络合作用与纤维素纳米晶体薄膜表面的羟基稳定结合，不仅有利于碳量子点均匀分布在纤维素纳米晶体薄膜中，且还能增强碳量子点的荧光强度，保护了碳量子点粒子表面缺陷能级结构，从而荧光稳定性也得了大幅度提高。
本发明还提供了一种荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜的制备方法，包括如下步骤：
将微晶纤维素和所述的荧光碳量子点加入酸化水解剂中，加热至30℃-100℃，保温反应30min-150min，加水猝灭，静置，离心，将所得凝胶状产物干燥，得荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜。
优选的，所述酸化水解剂为质量百分含量60％-65％的浓硫酸。
优选的，所述酸化水解剂、微晶纤维素和荧光碳量子点的质量比为10:1：0.1-10:1:1。
可选的，所述水的加入量为酸化水解剂质量的8-12倍。
示例性的，30℃-150℃保温过程中进行磁力搅拌，静置时间为24h，干燥采用室温静置干燥的方式。
示例性的，将离心得到的凝胶状产物倒入蒸发皿中进行室温干燥，干燥时间为2-3天。
本发明采用纤维素纳米晶体薄膜生成与荧光碳量子复合同时进行的方法制备复合薄膜，使得在纤维素纳米晶体生成过程中，荧光碳量子点表面的功能基团充分与纤维素纳米晶体的羟基进行结合，从而有利于荧光碳量子点均匀且稳定地分布在纤维素纳米晶体薄膜中，减少电子间非辐射跃迁，进而提高复合薄膜的荧光强度和荧光稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的荧光碳量子点的透射电镜图；
图2为本发明实施例1制备的荧光碳量子点的紫外吸收光谱图；
图3为本发明实施例1制备的荧光碳量子点在不同激发波长下的发射光谱图；
图4为本发明实施例1制备的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜的透射电镜图；
图5为本发明实施例1制备的荧光碳量子点与荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜在紫外暗箱中的对比图，a，荧光碳量子点，b，荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜；
图6为本发明实施例1制备的荧光碳量子点与荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜在不同激发波长下的强度对比图；
图7为本发明实施例1制备的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜在不同激发波长下的发射光谱图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了更好的说明本发明，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
本发明实施例提供一种荧光碳量子点和荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜，
所述荧光碳量子点的制备具体包括如下步骤：
将0.01mol(1.22g)2-吡啶酰胺和0.03mol(7.14g)CoCl2·6H2O混合后加入250mL三口烧瓶中，放置在温度为98℃的油浴锅中，磁力搅拌反应2h，得均一透明的2-吡啶酰胺/氯化钴低共熔溶剂；
将上述制备的低共熔溶剂经280℃高温焙烧1.5h，然后在马弗炉里360℃恒温反应4.5h，得荧光碳量子点A。
将测定，荧光碳量子点A的荧光寿命为14.2ns。在375nm激发波长下，荧光量子产率为78.44％，发光强度3.0×106a.u.。
荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜的制备方法包括如下步骤：
将10g浓度为64％的浓硫酸、1g微晶纤维素和0.5g荧光碳量子点A加入250mL圆口瓶中，加热至30℃，磁力搅拌反应60min，然后加入1000mL去离子水猝灭反应，将所得悬浮液静置24h，离心，将离心所得凝胶状产物倒入蒸发皿中，室温放置2-3天，得荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜A。
经检测，上述制备的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜A中碳量子点分布均匀，荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜A的发光强度为6.1×106a.u.，提高到荧光碳量子点A的两倍以上。
利用透射电子显微镜对本实施例制备的荧光碳量子点A在水溶液中尺寸和分布状态进行表征，如图1所示，从图中可以看出，荧光碳量子点A的数量非常丰富，但分布不够均匀，很多部位产生了聚集现象，颗粒形状大部分呈球形，粒径范围为2-5nm。
利用紫外分光光度计和荧光分光光度计分别对本实施例制备的荧光碳量子点A的紫外吸收光谱(图2)和荧光光谱(图3)进行表征，从图中可以看出，荧光碳量子点A在267-297nm范围内有较宽的吸收带峰，其最强吸收峰中心为286nm，这可能归因于2-吡啶酰胺化学结构中酰胺上的-NH2的n-σ*跃迁。激发波长在390-430nm范围内，荧光发射强度逐渐增大，在激发波长为430nm下荧光强度最大，在430-490nm激发波长范围内，荧光强度逐渐降低。因此，荧光碳量子点A的最大激发波长为430nm。经测定，荧光碳量子点A的荧光寿命为14.2ns。在375nm激发波长下，荧光量子产率为78.44％。
本实施例制备的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜A同样采用透射电镜分析碳量子点的形态与分布情况，如图4所示。从图中可以看出，碳量子点经纤维素纳米晶体薄膜的分散，具有了良好的分散性，因此，可有效避免碳量子点的聚集猝灭问题。
图5为荧光碳量子点A和荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜A在紫外暗箱中的照片，图6为两者的荧光强度的定量比较，由此可以看出，在相同激发波长下荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜A的光学强度远高于纯荧光碳量子点A。
图7为荧光碳量子点A和荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜A在不同激发波长下的发射光谱图，由图可以看出，复合薄膜的激发波长等基本性质均未发生改变，因此，利用碳量子点碳核表面的酰胺等功能基团的络合性能将碳量子点与纤维素纳米晶体薄膜的羟基结合起来，能够在不改变碳量子点激发波长的基础上，显著增强碳量子点的光学性能。
实施例2
本发明实施例提供一种荧光碳量子点和荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜，
所述荧光碳量子点的制备具体包括如下步骤：
将0.01mol(1.23g)2-吡啶甲酸和0.05mol(8.53g)CuCl2·2H2O混合后加入250mL三口烧瓶中，放置在温度为110℃的油浴锅中，磁力搅拌反应2.5h，得均一透明的2-吡啶甲酸/氯化铜低共熔溶剂；
将上述制备的低共熔溶剂经236℃高温焙烧45min，然后在马弗炉里400℃恒温反应3.5h，得荧光碳量子点B。
将测定，荧光碳量子点B的荧光寿命为6.8ns。在375nm激发波长下，荧光量子产率为65.44％，发光强度2.5×106a.u.。
荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜的制备方法包括如下步骤：
将10g浓度为64％的浓硫酸、1g微晶纤维素和0.15g荧光碳量子点B加入250mL圆口瓶中，加热至78℃，磁力搅拌反应90min，然后加入1000mL去离子水猝灭反应，将所得悬浮液静置24h，离心，将离心所得凝胶状产物倒入蒸发皿中，室温放置2-3天，得荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜B。
经检测，上述制备的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜B中碳量子点分布均匀，荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜B的发光强度为3.9×106a.u.，提高到荧光碳量子点B的两倍以上。
实施例3
本发明实施例提供一种荧光碳量子点和荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜，
所述荧光碳量子点的制备具体包括如下步骤：
将0.05mol(5.46g)2-吡啶甲醇和0.02mol(5.33g)CrCl3·6H2O混合后加入250mL三口烧瓶中，放置在温度为135℃的油浴锅中，磁力搅拌反应1.5h，得均一透明的2-吡啶甲醇/氯化铬低共熔溶剂；
将上述制备的低共熔溶剂经268℃高温焙烧2.0h，然后在马弗炉里380℃恒温反应4.0h，得荧光碳量子点C。
将测定，荧光碳量子点C的荧光寿命为9.9ns。在375nm激发波长下，荧光量子产率为71.01％，发光强度3.3×106a.u.。
荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜的制备方法包括如下步骤：
将10g浓度为64％的浓硫酸、1g微晶纤维素和0.55g荧光碳量子点C加入250mL圆口瓶中，加热至65℃，磁力搅拌反应100min，然后加入1000mL去离子水猝灭反应，将所得悬浮液静置24h，离心，将离心所得凝胶状产物倒入蒸发皿中，室温放置2-3天，得荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜C。
经检测，上述制备的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜C中碳量子点分布均匀，荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜C的发光强度为4.8×106a.u.，提高到荧光碳量子点C的一倍以上。
实施例4
本发明实施例提供一种荧光碳量子点和荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜，
所述荧光碳量子点的制备具体包括如下步骤：
将0.01mol(0.94g)2-氨基吡啶和0.03mol(7.13g)NiCl2·6H2O混合后加入250mL三口烧瓶中，放置在温度为45℃的油浴锅中，磁力搅拌反应2.5h，得均一透明的2-氨基吡啶/氯化镍低共熔溶剂；
将上述制备的低共熔溶剂经230℃高温焙烧1.5h，然后在马弗炉里360℃恒温反应5.0h，得荧光碳量子点D。
将测定，荧光碳量子点D的荧光寿命为8.4ns。在375nm激发波长下，荧光量子产率为73.51％，发光强度2.7×106a.u.。
荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜的制备方法包括如下步骤：
将10g浓度为64％的浓硫酸、1g微晶纤维素和0.25g荧光碳量子点D加入250mL圆口瓶中，加热至85℃，磁力搅拌反应120min，然后加入1000mL去离子水猝灭反应，将所得悬浮液静置24h，离心，将离心所得凝胶状产物倒入蒸发皿中，室温放置2-3天，得荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜D。
经检测，上述制备的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜D中碳量子点分布均匀，荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜D的发光强度为5.2×106a.u.，提高到荧光碳量子点D的一倍以上。
实施例5
本发明实施例提供一种荧光碳量子点和荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜，
所述荧光碳量子点的制备具体包括如下步骤：
将0.02mol(2.44g)2-吡啶酰胺和0.03mol(4.09g)ZnCl2混合后加入250mL三口烧瓶中，放置在温度为92℃的油浴锅中，磁力搅拌反应2h，得均一透明的2-吡啶酰胺/氯化锌低共熔溶剂；
将上述制备的低共熔溶剂经220℃高温焙烧2.0h，然后在马弗炉里375℃恒温反应2.5h，得荧光碳量子点E。
将测定，荧光碳量子点E的荧光寿命为10.0ns。在375nm激发波长下，荧光量子产率为69.84％，发光强度2.9×106a.u.。
荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜的制备方法包括如下步骤：
将10g浓度为64％的浓硫酸、1g微晶纤维素和0.2g荧光碳量子点E加入250mL圆口瓶中，加热至80℃，磁力搅拌反应90min，然后加入1000mL去离子水猝灭反应，将所得悬浮液静置24h，离心，将离心所得凝胶状产物倒入蒸发皿中，室温放置2-3天，得荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜E。
经检测，上述制备的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜E中碳量子点分布均匀，荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜E的发光强度为4.9×106a.u.，提高到荧光碳量子点E的一倍以上。
实施例6
本发明实施例提供一种荧光碳量子点和荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜，
所述荧光碳量子点的制备具体包括如下步骤：
将0.03mol(3.27g)2-吡啶甲醇和0.03mol(4.00g)AlCl3混合后加入250mL三口烧瓶中，放置在温度为120℃的油浴锅中，磁力搅拌反应1.5h，得均一透明的2-吡啶甲醇/氯化铝低共熔溶剂；
将上述制备的低共熔溶剂经250℃高温焙烧1.5h，然后在马弗炉里350℃恒温反应3.5h，得荧光碳量子点F。
将测定，荧光碳量子点F的荧光寿命为6.7ns。在375nm激发波长下，荧光量子产率为66.46％，发光强度2.8×106a.u.。
荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜的制备方法包括如下步骤：
将10g浓度为64％的浓硫酸、1g微晶纤维素和0.1g荧光碳量子点F加入250mL圆口瓶中，加热至100℃，磁力搅拌反应150min，然后加入1000mL去离子水猝灭反应，将所得悬浮液静置24h，离心，将离心所得凝胶状产物倒入蒸发皿中，室温放置2-3天，得荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜F。
经检测，上述制备的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜F中碳量子点分布均匀，荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜F的发光强度为4.7×106a.u.，提高到荧光碳量子点F的一倍以上。
实施例7
本发明实施例提供一种荧光碳量子点和荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜，
所述荧光碳量子点的制备具体包括如下步骤：
将0.05mol(6.16g)2-吡啶甲酸和0.01mol(1.62g)FeCl3混合后加入250mL三口烧瓶中，放置在温度为75℃的油浴锅中，磁力搅拌反应2.5h，得均一透明的2-吡啶甲酸/氯化铁低共熔溶剂；
将上述制备的低共熔溶剂经200℃高温焙烧2.0h，然后在马弗炉里300℃恒温反应4h，得荧光碳量子点G。
将测定，荧光碳量子点G的荧光寿命为5.6ns。在375nm激发波长下，荧光量子产率为68.32％，发光强度2.3×106a.u.。
荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜的制备方法包括如下步骤：
将10g浓度为64％的浓硫酸、1g微晶纤维素和0.25g荧光碳量子点G加入250mL圆口瓶中，加热至90℃，磁力搅拌反应120min，然后加入1000mL去离子水猝灭反应，将所得悬浮液静置24h，离心，将离心所得凝胶状产物倒入蒸发皿中，室温放置2-3天，得荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜G。
经检测，上述制备的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜G中碳量子点分布均匀，荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜G的发光强度为3.9×106a.u.，提高到荧光碳量子点G的一倍以上。
实施例8
本发明实施例提供一种荧光碳量子点和荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜，
所述荧光碳量子点的制备具体包括如下步骤：
将0.02mol(1.88g)2-氨基吡啶和0.05mol(8.11g)FeCl3混合后加入250mL三口烧瓶中，放置在温度为45℃的油浴锅中，磁力搅拌反应1.5h，得均一透明的2-氨基吡啶/氯化钴低共熔溶剂；
将上述制备的低共熔溶剂经210℃高温焙烧0.5h，然后在马弗炉里330℃恒温反应3.5h，得荧光碳量子点H。
将测定，荧光碳量子点H的荧光寿命为11.8ns。在375nm激发波长下，荧光量子产率为60.42％，发光强度2.7×106a.u.。
荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜的制备方法包括如下步骤：
将10g浓度为64％的浓硫酸、1g微晶纤维素和0.6g荧光碳量子点H加入250mL圆口瓶中，加热至45℃，磁力搅拌反应80min，然后加入1000mL去离子水猝灭反应，将所得悬浮液静置24h，离心，将离心所得凝胶状产物倒入蒸发皿中，室温放置2-3天，得荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜H。
经检测，上述制备的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜H中碳量子点分布均匀，荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜H的发光强度为5.0×106a.u.，提高到荧光碳量子点H的一倍以上。
对比例1
将0.05mol(3.96g)吡啶和0.03mol(7.14g)CoCl2·6H2O混合后加入250mL三口烧瓶中，放置在温度为75℃的油浴锅中，磁力搅拌反应2.5h，试验发现，得不到均一透明液体，即便升高温度至150℃，延长反应时间至4.0h，依然得不到均一透明液体，也即采用吡啶和氯化钴无法合成相应的低共熔溶剂。
对比例2
将0.02mol(1.90g)吡啶酮和0.01mol(2.38g)CoCl2·6H2O混合后加入250mL三口烧瓶中，放置在温度为95℃的油浴锅中，磁力搅拌反应3.5h，得到均一透明的吡啶酮/氯化钴低共熔溶剂；
将上述制备的低共熔溶剂经260℃高温焙烧1.5h，然后在马弗炉里380℃恒温反应4.0h，得荧光碳量子点I。
将测定，荧光碳量子点I的荧光寿命为3.8ns。在375nm激发波长下，荧光量子产率为45.66％，发光强度2.0×106a.u.。
荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜的制备方法包括如下步骤：
将100g浓度为64％的浓硫酸、1g微晶纤维素和0.8g荧光碳量子点I加入250mL圆口瓶中，加热至75℃，磁力搅拌反应95min，然后加入1000mL去离子水猝灭反应，将所得悬浮液静置24h，离心，将离心所得凝胶状产物倒入蒸发皿中，室温放置2-3天，得荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜I。
经检测，上述制备的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜I中碳量子点聚集严重，荧光强度为1.8×106a.u，荧光性能未提高。
综上所述，本发明提供的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜，制备方法简单，原料来源广泛，且制备的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜荧光量子产率高，相比单纯的荧光碳量子点，荧光强度显著提高，且荧光稳定性也得到明显提高，实用价值较高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种荧光碳量子点，其特征在于，所述荧光碳量子点的制备方法包括如下步骤：
以吡啶类化合物和金属氯化物为原料制备得到的低共熔溶剂；
将所述低共熔溶剂于200℃-300℃高温焙烧0.5h-2h，然后于300℃-400℃恒温3h-5h，得所述荧光碳量子点；
其中，所述吡啶类化合物为2-吡啶甲醇、2-吡啶酰胺、2-氨基吡啶或2-吡啶甲酸中至少一种；所述金属氯化物为氯化钴、氯化铬、氯化铜、氯化镍、氯化铝、氯化锌或氯化铁中至少一种。
2.如权利要求1所述的荧光碳量子点，其特征在于，所述吡啶类化合物为2-吡啶酰胺，所述金属氯化物为氯化钴。
3.如权利要求1或2所述的荧光碳量子点，其特征在于，所述吡啶类化合物与金属氯化物的摩尔比为5:1-1:5。
4.如权利要求1或2所述的荧光碳量子点，其特征在于，所述低共熔溶剂的制备方法包括如下步骤：将所述吡啶类化合物和金属氯化物混合均匀，加热至30℃-150℃，恒温至体系均一透明，即得所述低共熔溶剂。
5.一种权利要求1-4任一项所述的荧光碳量子点的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将所述低共熔溶剂于200℃-300℃高温焙烧0.5h-2h，然后于300℃-400℃恒温3h-5h，得所述荧光碳量子点。
6.一种荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的荧光碳量子点和纤维素纳米晶体薄膜。
7.权利要求6所述的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将微晶纤维素和权利要求1-4任一项所述的荧光碳量子点加入酸化水解剂中，加热至30℃-100℃，保温反应30min-150min，加水淬灭，静置，离心，将所得凝胶状产物干燥，得荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜。
8.如权利要求7所述的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜，其特征在于，所述酸化水解剂为质量百分含量60％-65％的浓硫酸。
9.如权利要求7或8所述的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜，其特征在于，所述酸化水解剂、微晶纤维素和荧光碳量子点的质量比为10:1：0.1-10:1:1。
10.如权利要求7或8所述的荧光碳量子点/纤维素纳米晶体复合薄膜，其特征在于，所述水的加入量为酸化水解剂质量的8-12倍。
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