CN115851270A - 含胺基的荧光碳量子点及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
含胺基的荧光碳量子点及其制备方法和应用，按照聚乙烯亚胺/双氧水质量比1:0.5~1:10于室温下混合得荧光碳量子点。本发明只需要把两种原料混合均匀就能通过反应所释放的热量完成荧光碳量子点的制备，反应不需要另外加热，合成步骤绿色简便，反应时间短，所制备的碳量子点具有优异的储存稳定性和荧光性能。
Description
技术领域
本发明属荧光材料制备领域，具体涉及含胺基的荧光碳量子点及其制备方法和应用。
背景技术
碳量子点(Carbon Quantum Dots,CQDs)，也称为碳点或碳纳米点，是一类具有显著荧光性能的零维碳纳米材料，它由超细的、分散的、准球形、尺寸低于10nm的碳纳米颗粒组成。碳量子点具有优秀的光学性质，良好的水溶性、低毒性、环境友好、原料来源广、成本低、生物相容性好等诸多优点。自从碳量子点被首次发现以来，人们开发出了许多合成方法，包括电弧放电法、激光销蚀法、电化学合成法、化学氧化法、燃烧法、水热合成法、微波合成法、模板法等。碳量子点的应用广泛，在医学成像技术、环境监测、化学分析、催化剂制备、能源开发等许多的领域都有较好的应用前景。碳量子点通常是由无定型和晶态的碳核组成，在碳核表面含有不同的含氧官能团，例如羟基，羧基等。碳量子点主要由碳氢氧等元素组成，而碳元素的含量相对较高。许多研究者声称在碳量子点中存在sp2晶态的碳，但是结晶性并不好，在碳量子点的边缘具有很多的缺陷，而内部存在类似石墨烯的晶态结构。已经有大量文献报道了碳量子点的碳核结构模型，例如类金刚石的结构、类氧化石墨的结构、无定型碳的结构等。目前，碳量子点的制备大都需要在高温条件下，并且往往需要一定的反应时间，造成能源的浪费，也在一定程度上限制了碳量子点的大规模制备，从而进一步限制了碳量子点在的应用推广。需利用杂原子掺杂提高其检测灵敏度。因此，寻求制备方法简单绿色，反应条件温和，反应时间短，能快速制备荧光碳量子点是目前碳量子点能大规模制备的一大挑战。
发明内容
解决的技术问题：本发明针对上述技术问题，以聚乙烯亚胺为原料，提供一种含胺基的荧光碳量子点及其制备方法和应用。
技术方案：含胺基的荧光碳量子点的制备方法，包括以下步骤：按照聚乙烯亚胺/双氧水质量比1:0.5～1:10混合，通过室温下自发进行的反应制备得荧光碳量子点。
优选的，上述聚乙烯亚胺/双氧水质量比为2:5。
优选的，上述反应温度为25℃。
上述方法制得的含胺基的荧光碳量子点。
上述含胺基的荧光碳量子点在荧光检测中的应用。
有益效果：1)本发明提供了一种室温下合成的含胺基的荧光碳量子点的制备方法。2)该荧光碳量子点制备工艺简便，不需要加热，节省能源，反应时间短，易于实现规模化生产。3)本发明对荧光碳量子点的推广应用有较重大的意义。
附图说明
图1为根据实施例1制备的胺基的荧光碳量子点的红外光谱图；
图2为根据实施例1制备的胺基的荧光碳量子点的荧光光谱图。
图3为根据实施例2制备的胺基的荧光碳量子点的荧光光谱图。
具体实施方式
下面通过实例对本发明进行具体描述，实施例给出详细的实施方式和具体的操作步骤，只用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。
实施例1
荧光碳量子点的制备：称取2.0g的聚乙烯亚胺(M.W.为600)和5.0g的双氧水加入烧杯中，搅拌均匀，在室温25℃下反应，反应在5分钟内完成，之后冷却至室温，得到含胺基的荧光碳量子点。
实施例2
荧光碳量子点的制备：称取2.0g的聚乙烯亚胺(M.W.为600)和8.0g的双氧水加入烧杯中，搅拌均匀，在室温25℃下反应，反应在5分钟内完成，之后冷却至室温，得到含胺基的荧光碳量子点。
实施例3
荧光碳量子点的制备：称取3.0g的聚乙烯亚胺(M.W.为600)和5.0g的双氧水加入烧杯中，搅拌均匀，在室温25℃下反应，反应在5分钟内完成，之后冷却至室温，得到含胺基的荧光碳量子点。
实施例4
荧光碳量子点的制备：称取2.0g的聚乙烯亚胺(M.W.为1800)和5.0g的双氧水加入烧杯中，搅拌均匀，在室温25℃下反应，反应在5分钟内完成，之后冷却至室温，得到含胺基的荧光碳量子点。
实施例5
荧光碳量子点的制备：称取4.0g的聚乙烯亚胺(M.W.为1800)和5.0g的双氧水加入烧杯中，搅拌均匀，在室温25℃下反应，反应在5分钟内完成，之后冷却至室温，得到含胺基的荧光碳量子点。
实施例6
荧光碳量子点的制备：称取1.0g的聚乙烯亚胺(M.W.为1000)和5.0g的双氧水加入烧杯中，搅拌均匀，在室温25℃下反应，反应在5分钟内完成，之后冷却至室温，得到含胺基的荧光碳量子点。
实施例7
荧光碳量子点的制备：称取2.0g的聚乙烯亚胺(M.W.为10000)和5.0g的双氧水加入烧杯中，搅拌均匀，在室温25℃下反应，反应在5分钟内完成，之后冷却至室温，得到含胺基的荧光碳量子点。
下表为本发明实施例1-2所制备的碳量子点的性能
| 实施例1 | 实施例2 | |
| 荧光发射峰(nm) | 484.7 | 507.8 |
| 荧光发光颜色 | 蓝色 | 绿色 |
| 室温储存期(天) | >30 | >30 |
Claims (5)
1.含胺基的荧光碳量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按照聚乙烯亚胺/双氧水质量比1:0.5 ~1:10混合，通过室温下自发进行的反应制备得荧光碳量子点。
2.根据权利要求1所述含胺基的荧光碳量子点的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯亚胺/双氧水质量比为2:5。
3.根据权利要求1所述含胺基的荧光碳量子点的制备方法，其特征在于，所述反应温度为25℃。
4.权利要求1-3任一所述方法制得的含胺基的荧光碳量子点。
5.权利要求4所述含胺基的荧光碳量子点在荧光检测中的应用。
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|---|---|---|---|---|
| CN109423282A (zh) * | 2017-09-05 | 2019-03-05 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种氮掺杂水溶性荧光碳量子点的合成方法及应用 |
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2022
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109423282A (zh) * | 2017-09-05 | 2019-03-05 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种氮掺杂水溶性荧光碳量子点的合成方法及应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| CHEN BINBIN: "A large-scale synthesis of photoluminescent carbon quantum dots: a self-exothermic reaction driving the formation of the nanocrystalline core at room temperature", 《GREEN CHEMISTRY》, vol. 18, no. 19, pages 1 * |
| ZHOU XI: "The carbonization of polyethyleneimine: facile fabrication of N-doped graphene oxide and graphene quantum dots", 《RSC ADVANCES》, vol. 5, no. 18 * |
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