CN115849439B - 一种ZrO2纳米颗粒修饰硫掺杂发光碳点的制备方法及所得产品 - Google Patents
一种ZrO2纳米颗粒修饰硫掺杂发光碳点的制备方法及所得产品 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115849439B CN115849439B CN202211343969.XA CN202211343969A CN115849439B CN 115849439 B CN115849439 B CN 115849439B CN 202211343969 A CN202211343969 A CN 202211343969A CN 115849439 B CN115849439 B CN 115849439B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sulfur
- doped
- zro
- carbon dot
- luminous carbon
- 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.)
- Active
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 86
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 86
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 23
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N oxozirconium;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.[Zr]=O CMOAHYOGLLEOGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 17
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003463 sulfur Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 11
- 239000012467 final product Substances 0.000 abstract description 10
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 5
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 abstract description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 15
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000000635 electron micrograph Methods 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 5
- -1 zirconium oxychloride acetylacetone Chemical compound 0.000 description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 2
- 230000009871 nonspecific binding Effects 0.000 description 2
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M (z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound C\C([O-])=C\C(C)=O POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M 0.000 description 1
- OHVLMTFVQDZYHP-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-2-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethanone Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)C(CN1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)=O OHVLMTFVQDZYHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000027455 binding Effects 0.000 description 1
- 238000012984 biological imaging Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种ZrO2纳米颗粒修饰硫掺杂发光碳点的制备方法及所得产品，包括以下步骤：向硫掺杂发光碳点水溶液中加入醇，进行预处理；向预处理硫掺杂发光碳点分散液中加入氧氯化锆的乙酰丙酮溶液，加热超声反应；反应后，收集沉淀，分散到水中，然后向其中加入乙二胺，搅拌反应，得到最终产品。本发明用结晶良好的ZrO2纳米颗粒对硫掺杂发光碳点表面进行改性，提高了硫掺杂发光碳点的稳定性，采用特殊的工艺使ZrO2均匀的牢固生长在硫掺杂发光碳点表面，不产生团聚，并且在硫掺杂发光碳点的表面修饰上氨基基团，提高了硫掺杂发光碳点的特异性，为硫掺杂发光碳点在临床、免疫学检测等方面的应用提供了更好的支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种ZrO2纳米颗粒修饰硫掺杂发光碳点的制备方法及所得产品，还涉及该ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点在呼吸道等病原体检测方面的应用，属于发光材料改性及免疫学检测技术领域。
背景技术
发光碳点是一种结晶性较好的石墨相类球形的颗粒，由于其尺寸在纳米级，因此称之为碳点。碳点无毒无害，具有光致发光特性，可以用作发光材料的碳点自身会发出明亮的荧光，光谱范围可以覆盖整个可见光谱，根据制备条件，可以是水溶性的，也可以是油溶性的，光学稳定性好。与半导体量子点比较，碳点不含有毒元素，光谱可调，因此是生物影像领域的首选材料，但由于碳点发光的单色性不好，发光效率不高，表面通常含有复杂的有机官能团，其在成像领域的应用受到一定限制，因此具有高稳定性的发光碳点成为科研工作者努力的目标。
ZrO2是高稳定性的结构材料，将ZrO2纳米颗粒修饰在碳点表面可以显著改善碳点的稳定性，ZrO2纳米颗粒可以作为纳米盾牌抵抗不同化学环境的侵蚀，是提高稳定性的首选，现有技术有将ZrO2层包覆在发光的量子点表面，该ZrO2层由于制备条件的限制具有非晶特性，其非晶及多孔性在稳定性的提高上有很多限制，因此采用结晶性良好的ZrO2纳米颗粒修饰碳点是对碳点表面稳定性进行改善的一种很好的方式，但是因为碳点组成结构和ZrO2相差很大，使ZrO2纳米颗粒在碳点表面沉积难度较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种ZrO2纳米颗粒修饰硫掺杂发光碳点的制备方法及所得产品，本发明采用特殊的方法将ZrO2纳米颗粒修饰到硫掺杂发光碳点表面，易于实现ZrO2纳米颗粒在碳点表面沉积和均匀分布，大大提高了发光碳点的稳定性，且碳点表面还引入了氨基官能团，可以高效链接免疫学抗体，在呼吸道等病原体检测方面有很好的应用前景。
本发明具体技术方案如下：
一种ZrO2纳米颗粒修饰硫掺杂发光碳点的制备方法，该方法包括以下步骤：
（1）向硫掺杂发光碳点水溶液中加入醇，进行预处理；
（2）预处理后，将硫掺杂发光碳点分离，分散到水中，得到预处理硫掺杂发光碳点分散液；
（3）向预处理硫掺杂发光碳点分散液中加入氧氯化锆的乙酰丙酮溶液，升温进行超声反应；
（4）反应后，收集沉淀，分散到水中，然后向其中加入乙二胺，升温进行搅拌反应；
（5）反应后，收集沉淀，分散到水中，得到ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点溶液。
进一步的，本发明选择在硫掺杂发光碳点表面修饰ZrO2纳米颗粒，发光碳点进行硫掺杂后，可以改善发光碳点与ZrO2纳米颗粒的结合性，并使得ZrO2纳米颗粒在碳点表面更容易沉积、分布更均匀。发光碳点硫掺杂的方法，或者说硫掺杂发光碳点的制备方法在现有技术中有相关的报道，例如可以采用文献Talanta, 2016, 155, 62、RSC Adv., 2015, 5,16368、J. Mater. Chem. A, 2015,3, 24187-24194等中公开的方法进行制备。优先选择发光亮度高、发光单一性好的硫掺杂发光碳点。
进一步的，步骤（1）中，先对硫掺杂发光碳点进行表面预处理，再在其表面沉积ZrO2，预处理是ZrO2能够沉积在发光碳点表面的关键，否则很容易存在ZrO2颗粒单独生长、无法沉积到发光碳点表面的情况。步骤（1）中，硫掺杂发光碳点水溶液和醇的体积比为5-10：1-3。
进一步的，步骤（1）中，硫掺杂发光碳点水溶液的浓度为5-10 wt%。
进一步的，步骤（1）中，加入的醇为甲醇、乙醇或丙醇。
进一步的，步骤（1）中，加入醇后，在40-60℃下搅拌0.1-1小时，完成预处理。
进一步的，步骤（2）中，预处理硫掺杂发光碳点分散液中，预处理硫掺杂发光碳点在分散液中的浓度为5-20 wt%，例如5wt%、6wt%、8wt%、10wt%、12wt%、15wt%、20wt%；步骤（3）中，氧氯化锆的乙酰丙酮溶液的浓度为0.1-0.5 mol/L。
进一步的，步骤（3）中，将预处理硫掺杂发光碳点分散液与氧氯化锆的乙酰丙酮溶液混合，预处理硫掺杂发光碳点分散液与氧氯化锆的乙酰丙酮溶液的体积比为1-10 ml：4-10μL，优选3-10 ml：4-10μL。
进一步的，步骤（3）中，在70-80℃下进行超声反应，反应时间一般为5-24小时，例如5h、8h、10h、12h、16h、20h、24h。超声可以采用常规的实验室用超声设备进行。
进一步的，步骤（4）中，收集得到的沉淀是表面沉积有ZrO2纳米颗粒的硫掺杂发光碳点，沉淀分散到水中后，沉淀在水中的浓度为10-20 wt%；沉淀与乙二胺的质量比为0.1-1：10，例如0.1:10、0.2:10、0.3:10、0、4:10、0.5:10、0.6:10、0.7:10、0.8:10、0.9:10、1:10。
进一步的，步骤（4）中，加入乙二胺后，在40-60℃下进行搅拌反应，例如40℃、45℃、50℃、55℃、60℃，反应时间一般为5-24小时，例如5h、8h、10h、12h、16h、20h、24h。
进一步的，步骤（5）中，将所得的ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点分散在水中，是为了方便使用。所得的ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点的结构是：在硫掺杂发光碳点的表面均匀沉积有ZrO2纳米颗粒，ZrO2纳米颗粒的平均尺寸为1-10 nm，在ZrO2纳米颗粒上还连接有氨基官能团。
本发明用结晶良好的ZrO2纳米颗粒对硫掺杂发光碳点表面进行改性，提高了发光碳点的稳定性，为发光碳点在临床、免疫学检测等方面的应用提供了更好的支持。本发明选择硫掺杂发光碳点为原料，先用醇类试剂对硫掺杂发光碳点进行预处理，钝化硫掺杂发光碳点表面的正电官能团，使ZrO2纳米颗粒更容易生长在硫掺杂发光碳点表面，然后通过原料的加入顺序调整ZrO2纳米颗粒的生长方式，使ZrO2均匀的以纳米颗粒的形式牢固生长在硫掺杂发光碳点表面，不产生团聚，并且在硫掺杂发光碳点的表面修饰上氨基基团，提高了硫掺杂发光碳点的特异性，使其可以高效链接免疫学抗体，修饰后的硫掺杂发光碳点亮度高，单色性好，性质稳定，应用前景广阔。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点的电镜照片。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述实施例仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
下述实施例中，所用的硫掺杂发光碳点按照文献Talanta, 2016, 155, 62、RSCAdv., 2015, 5, 16368, J. Mater. Chem. A, 2015,3, 24187-24194报道的方法制备而得。
实施例1
1.将5mL含硫掺杂发光碳点的水溶液（硫掺杂发光碳点浓度为7 wt%）加入1.5 mL乙醇，在45℃下搅拌0.3小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到去离子水中，得到预处理的硫掺杂发光碳点水分散液（预处理的硫掺杂发光碳点浓度为8 wt%）；
2.取上述得到的预处理的硫掺杂发光碳点水分散液6mL，向其中加入4μL 0.5 M的氧氯化锆的乙酰丙酮溶液，在76摄氏度超声处理10小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到去离子水中，得到修饰后的碳点水分散液(修饰后的发光碳点浓度为10 wt%）；
3. 取上述得到的修饰后的碳点水分散液2mL，向其中加入2.2 mL乙二胺，在50摄氏度搅拌12小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到去离子水中，得到最终产品，即ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点，其电镜照片如图1所示，可以清晰地观察到ZrO2纳米颗粒在硫掺杂碳点表面均匀的分布，不存在团聚情况，ZrO2纳米颗粒的尺寸为1-10 nm。
实施例2
按照实施例1的方法制备ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点，不同的是：步骤2中，氧氯化锆的乙酰丙酮溶液浓度为0.1M；步骤3中，搅拌时间为24小时。最终所得ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点的电镜照片与图1类似。
实施例3
按照实施例1的方法制备ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点，不同的是：步骤1中，将乙醇换为甲醇；步骤2中，搅拌时间为20小时。最终所得ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点的电镜照片与图1类似。
实施例4
1.将10mL含硫掺杂发光碳点的水溶液（硫掺杂发光碳点浓度为5 wt%），然后加入3mL丙醇，在60℃下搅拌1小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到去离子水中，得到预处理的硫掺杂碳点水分散液（预处理的硫掺杂发光碳点浓度为5 wt%）；
2.取上述得到的预处理的硫掺杂碳点水分散液中8mL，向其中加入10μL 0.1 M的氧氯化锆的乙酰丙酮溶液，在80摄氏度超声24小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到80ml去离子水中，得到修饰后的硫掺杂碳点水分散液(修饰后的发光碳点浓度为20 wt%）；
3.取上述得到的修饰后的硫掺杂碳点水分散液分散液3mL，向其中加入8 mL乙二胺，在60摄氏度搅拌16小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到去离子水中，得到最终产品。最终所得ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点的电镜照片与图1类似。
实施例5
按照实施例4的方法制备ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点，不同的是：步骤2中，氧氯化锆的丙酮溶液浓度为0.3M；步骤3中，搅拌时间为16小时。最终所得ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点的电镜照片与图1类似。
实施例6
1. 将9mL含硫掺杂发光碳点的水溶液（硫掺杂发光碳点浓度为7 wt%）加入2 mL甲醇，在55℃下搅拌0.8小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到去离子水中，得到预处理的硫掺杂碳点水分散液（预处理的硫掺杂发光碳点浓度为6 wt%）；
2.取上述得到的预处理的硫掺杂碳点水分散液4mL，向其中加入4μL 0.4M的氧氯化锆的乙酰丙酮溶液，在75摄氏度超声17小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到去离子水中，得到修饰后的硫掺杂碳点水分散液(修饰后的发光碳点浓度为16 wt%）；
3. 取上述得到的修饰后的硫掺杂碳点水分散液1ml，向其中加入17 mL乙二胺，在49摄氏度搅拌22小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到去离子水中，得到最终产品。最终所得ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点的电镜照片与图1类似。
实施例7
1.将10mL含硫掺杂发光碳点的水溶液（硫掺杂发光碳点浓度为7 wt%）加入3mL乙醇，在55℃下搅拌0.5小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到80ml去离子水中，得到预处理的硫掺杂碳点水分散液（预处理的硫掺杂发光碳点浓度为9 wt%）；
2. 取上述得到的预处理的硫掺杂碳点水分散液3mL，向其中加入10μL 0.2M的氧氯化锆的乙酰丙酮溶液，在70摄氏度超声24小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到4去离子水中，得到修饰后的硫掺杂碳点水分散液（修饰后的硫掺杂发光碳点浓度为14 wt%）；
3取上述得到的修饰后的硫掺杂碳点水分散液10 mL，向其中加入24 mL乙二胺，在40摄氏度搅拌24小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到去离子水中，得到最终产品。最终所得ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点的电镜照片与图1类似。
实施例8
1.将5mL含硫掺杂发光碳点的水溶液（硫掺杂发光碳点浓度为9 wt%）加入2mL乙醇，在50℃下搅拌0.4小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到去离子水中，得到预处理的硫掺杂碳点水分散液（预处理的硫掺杂发光碳点浓度为6.5 wt%）；
2. 取上述得到的预处理的硫掺杂碳点水分散液6mL，向其中加入7μL 0.3M的氧氯化锆的乙酰丙酮溶液，在80摄氏度超声16小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到去离子水中，得到修饰后的硫掺杂碳点水分散液（修饰后的硫掺杂发光碳点浓度为12 wt%）；
3. 取上述得到的修饰后的硫掺杂碳点水分散液5 mL，向其中加入乙二胺33 mL，在50摄氏度搅拌14小时，之后离心分离，将沉淀重新分散到去离子水中，得到最终产品。最终所得ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点的电镜照片与图1类似。
对比例1
按照实施例1的方法对硫掺杂发光碳点进行表面修饰，不同的是：步骤2中，在预处理的硫掺杂发光碳点水分散液中加入4μL 0.5 M的氧氯化锆的乙酰丙酮溶液后，在76摄氏度搅拌处理24小时。最终所得的产品中，沉积在硫掺杂发光碳点表面的为无定形的氧化锆层，不是结晶的氧化锆纳米颗粒，且该氧化锆层分布不均匀。
对比例2
按照实施例1的方法对硫掺杂发光碳点进行表面修饰，不同的是：将硫掺杂发光碳点替换为没有进行硫掺杂的普通发光碳点。最终得到的产品中，ZrO2纳米颗粒在发光碳点表面的分布不均匀，且溶液中有单独的ZrO2颗粒形成。
对比例3
按照实施例1的方法对硫掺杂发光碳点进行表面修饰，不同的是：不对硫掺杂发光碳点进行预处理，直接在6ml未进行预处理的硫掺杂发光碳点水溶液（硫掺杂发光碳点浓度8 wt%）中加入4μL 0.5 M的氧氯化锆的乙酰丙酮溶液。最终得到的产品中，ZrO2纳米颗粒在发光碳点表面沉积量少，且ZrO2纳米颗粒大小不均匀，很多ZrO2在溶液中自动成核。
对比例4
按照实施例1的方法对硫掺杂发光碳点进行表面修饰，不同的是：省略步骤3。最终得到的产品放置3个月后出现团聚现象，在免疫学检测过程中表现出非特异性结合。
稳定性验证
将上述实施例和对比例得到的产品在室温条件下放置半年后，结果显示，实施例1-8的产品放置半年后ZrO2颗粒的大小及分布未发生变化，无团聚现象，且其发光性质保持不变，说明实施例1-8所得的产品具有很好的稳定性。对比例1的产品有ZrO2层脱落和碳点分离的现象，对比例2的产品有沉淀现象，对比例3的产品在放置两周后发光强度降为初始强度的20%，三周后完全猝灭。对比例4的产品放置3个月后出现团聚现象，在免疫学检测过程中表现出非特异性结合。
Claims (9)
1.一种ZrO2纳米颗粒修饰硫掺杂发光碳点的制备方法，其特征是包括以下步骤：
(1)向硫掺杂发光碳点水溶液中加入醇，进行预处理；
(2)预处理后，将硫掺杂发光碳点分离，分散到水中，得到预处理硫掺杂发光碳点分散液；
(3)向预处理硫掺杂发光碳点分散液中加入氧氯化锆的乙酰丙酮溶液，升温进行超声反应；
(4)反应后，收集沉淀，分散到水中，然后向其中加入乙二胺，升温进行搅拌反应；
(5)反应后，收集沉淀，分散到水中，得到ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点溶液；
步骤(3)中，氧氯化锆的乙酰丙酮溶液的浓度为0.1-0.5mol/L，预处理硫掺杂发光碳点分散液与氧氯化锆的乙酰丙酮溶液的体积比为1-10ml：4-10μL；步骤(3)中，在70-80℃下进行超声反应，反应时间为5-24小时；
步骤(4)中，在40-60℃下搅拌反应5-24小时；
步骤(4)中，沉淀与乙二胺的质量比为0.1-1：10。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤(1)中，硫掺杂发光碳点水溶液的浓度为5-10wt％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤(1)中，加入的醇为甲醇、乙醇或丙醇。
4.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其特征是：步骤(1)中，硫掺杂发光碳点水溶液和醇的体积比为5-10：1-3。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤(1)中，加入醇后，在40-60℃下搅拌0.1-1小时，完成预处理。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤(2)中，预处理硫掺杂发光碳点分散液中，预处理硫掺杂发光碳点在分散液中的浓度为5-20wt％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是：步骤(4)中，沉淀分散到水中后，沉淀在水中的浓度为10-20wt％。
8.按照权利要求1-7中任一项所述的ZrO2纳米颗粒修饰硫掺杂发光碳点的制备方法制得的ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点。
9.根据权利要求8所述的ZrO2纳米颗粒修饰的硫掺杂发光碳点，其特征是：所述硫掺杂发光碳点表面均匀沉积有ZrO2纳米颗粒，ZrO2纳米颗粒的平均尺寸为1-10nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211343969.XA CN115849439B (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种ZrO2纳米颗粒修饰硫掺杂发光碳点的制备方法及所得产品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211343969.XA CN115849439B (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种ZrO2纳米颗粒修饰硫掺杂发光碳点的制备方法及所得产品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115849439A CN115849439A (zh) | 2023-03-28 |
| CN115849439B true CN115849439B (zh) | 2023-08-08 |
Family
ID=85662135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211343969.XA Active CN115849439B (zh) | 2022-10-31 | 2022-10-31 | 一种ZrO2纳米颗粒修饰硫掺杂发光碳点的制备方法及所得产品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115849439B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104830326A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-08-12 | 长江师范学院 | 一种硫掺杂碳纳米点的制备方法 |
| CN105567231A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-05-11 | 河南师范大学 | 微波加热合成硫氮共掺杂荧光碳点的方法 |
| CN106910901A (zh) * | 2017-03-01 | 2017-06-30 | 复旦大学 | 一种掺杂型碳点与石墨烯的复合物及其制备方法和应用 |
| CN109266324A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-01-25 | 南京纳科伟业纳米技术有限公司 | 树枝状二氧化硅@碳点复合纳米颗粒及其制备方法 |
-
2022
- 2022-10-31 CN CN202211343969.XA patent/CN115849439B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104830326A (zh) * | 2015-05-06 | 2015-08-12 | 长江师范学院 | 一种硫掺杂碳纳米点的制备方法 |
| CN105567231A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-05-11 | 河南师范大学 | 微波加热合成硫氮共掺杂荧光碳点的方法 |
| CN106910901A (zh) * | 2017-03-01 | 2017-06-30 | 复旦大学 | 一种掺杂型碳点与石墨烯的复合物及其制备方法和应用 |
| CN109266324A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-01-25 | 南京纳科伟业纳米技术有限公司 | 树枝状二氧化硅@碳点复合纳米颗粒及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| One-pot synthesis of carbon dots@ZrO2 nanoparticles with tunable solid-state fluorescence;Zhongyang Wang等;Zhongyang Wang等;第1744-1751页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115849439A (zh) | 2023-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106566534A (zh) | 一种具有高产率和量子产率的红光碳点及其制备方法 | |
| CN105399080B (zh) | 一种制备石墨烯-量子点复合材料的方法 | |
| CN107632002B (zh) | 一种复合荧光生物传感器及其制备方法和用途 | |
| CN101805613A (zh) | 表面官能团化二氧化硅水溶性改性量子点及其制备方法 | |
| CN111423880A (zh) | 一种磁性荧光介孔二氧化硅复合纳米材料及其制备方法 | |
| CN113770372B (zh) | 一种金纳米颗粒聚集体材料的制备方法 | |
| CN108410465B (zh) | 荧光增强型石墨烯量子点-下转换稀土氟化物复合材料 | |
| CN111139065B (zh) | 一种生物基发光纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN111334296A (zh) | 一种超薄SiO2包裹的NaYF4:Yb,Er复合纳米粒子合成方法 | |
| TWI468348B (zh) | 氧化鋯奈米顆粒及其水溶膠與製備氧化鋯奈米顆粒之組合物及方法 | |
| CN115849439B (zh) | 一种ZrO2纳米颗粒修饰硫掺杂发光碳点的制备方法及所得产品 | |
| CN113044874B (zh) | 一种液相法制备小尺寸CuBr纳米颗粒的方法 | |
| CN101962532B (zh) | 原位聚合法合成paa包覆的稀土氟化物功能化纳米材料的方法 | |
| CN109482898B (zh) | 一种金纳米颗粒的制备方法 | |
| Tang et al. | Preparation and surface modification of uniform ZnO nanorods via a one-step process | |
| Wang et al. | Synthesis and spectroscopic properties of silver-fluorescein co-doped phosphotungstate hollow spheres | |
| JP5782643B2 (ja) | ガラスコート金ナノ粒子及び蛍光増強金ナノ粒子とこれらの製造方法 | |
| CN109369912A (zh) | 在聚多巴胺纳米粒子表面密度可控地接枝dna的方法 | |
| CN110015691B (zh) | 一种制备纳米级钼酸钡颗粒的方法 | |
| CN107149681B (zh) | 一种β-NaYF4:Yb/Tm@CuS核壳结构纳米球及其制备方法 | |
| CN113460995A (zh) | 一种碳点和纳米氧化锌同时制备的方法 | |
| CN110776905B (zh) | 基于双亲性硅载体的量子点荧光纳米球及其制备方法 | |
| CN112194165A (zh) | 一种氧化钇纳米棒及其制备方法 | |
| CN108300478B (zh) | 一种水溶性铽掺杂氟化镧纳米粒子及其制备方法 | |
| CN114686221B (zh) | 一种表面等离子体共振调控上转换发光的半导体纳米材料及其制备方法和应用 |
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 | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Preparation method and resulting product of sulfur doped luminescent carbon dots modified with ZrO2nanoparticles Effective date of registration: 20240102 Granted publication date: 20230808 Pledgee: Levin commercial bank Limited by Share Ltd. Ji'nan branch Pledgor: JINAN DEHENG MEDICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980075760 |