一种黑磷量子点复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种黑磷量子点复合材料，包括黑磷量子点，以及修饰在黑磷量子点表面的芳基和聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，芳基通过C‑P键与黑磷量子点结合，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物通过范德华力与黑磷量子点结合，芳基的化学式为

Black phosphorus quantum dot composite material, preparation method and application thereof

The invention provides a black phosphorus quantum dot composites, including black phosphorus quantum dots, and modified on the surface of black phosphorus quantum dots and polyethylene glycol or polyethylene glycol aryl aryl derivatives by C P bond with black phosphorus based on quantum dots, polyethylene glycol or polyethylene glycol derivatives with black phosphorus quantum dots by van Edward binding force the chemical formula for aryl.

【技术实现步骤摘要】
一种黑磷量子点复合材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及量子点材料领域，具体涉及一种黑磷量子点复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
黑磷量子点因为其强的光吸收和光热转化效率以及高生物兼容性以及无长期生物毒性等优点，在生物医学领域(如光声成像、光热治疗、光动力治疗和载药治疗)中有突破性的应用。相比于生物医学领域中常用的材料(包括金属纳米粒子、碳基纳米材料、以及如二硫化钛和二硫化钼等其它的二维材料)，黑磷量子点具有更高的光热转化效率，最重要的是黑磷量子点的生物兼容性高，在生物体内是可以降解的。这种无长期生物毒性的优势是其它材料所无法比拟的，这也决定了黑磷量子点在生物医学领域具有巨大的应用潜力和研究价值。生物医学应用多在水体系中进行，黑磷量子点目前在生物医学应用面临着两大挑战:一个是黑磷量子点极不稳定，在水中很快就被氧化了，所以黑磷量子点进入生物体内后往往还没发挥出作用就已经降解了，这是我们应用时所不希望看见的；第二个是黑磷量子点在水溶液中的分散性比较差，无法均匀分散到细胞培养液中，阻碍了其正常应用。因此，有必要提供一种稳定且在水溶液中的分散性较好的黑磷量子点。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供了一种黑磷量子点复合材料，其中，芳基与黑磷量子点共价结合，对黑磷量子点进行“钝化”处理使得其抗氧化能力大大提高，利用聚乙二醇或聚乙二醇衍生物修饰在黑磷量子点表面，使得黑磷量子点能够在水中稳定分散。本专利技术第一方面提供了黑磷量子点复合材料，包括黑磷量子点，以及修饰在所述黑磷量子点表面的芳基和聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，所述芳基通过C-P键与所述黑磷量子点结合，所述聚乙二醇或所述聚乙二醇衍生物通过范德华力与所述黑磷量子点结合，所述芳基的化学式为其中R1、R2、R3、R4或R5独立地为氢、硝基、碳原子数为1-20的烷基或碳原子数为1-20的烷氧基。可选地，所述芳基在所述黑磷量子点表面形成有机层，所述聚乙二醇或聚乙二醇衍生物排列在所述有机层的表面。可选地，所述黑磷量子点与所述芳基的摩尔比为0.1-100:1。可选地，所述黑磷量子点与所述聚乙二醇或所述聚乙二醇衍生物的质量比为1:1-100。可选地，所述R1、R2、R3、R4和R5独立地硝基或甲氧基。可选地，所述聚乙二醇衍生物包括氨基化聚乙二醇、酯化聚乙二醇、羧基化聚乙二醇、醛基化聚乙二醇和聚乙二醇-聚氨基酸共聚物中的至少一种。本专利技术第一方面提供的黑磷量子点复合材料，其抗氧化性能较好，在水中可以稳定分散，促进了其在各个领域尤其是在生物医学领域的应用，具有巨大的应用和研究潜力。本专利技术第二方面提供了一种黑磷量子点复合材料的制备方法，包括：(1)将黑磷量子点置于有机溶剂中得到黑磷量子点分散液；将芳基重氮盐置于缓冲溶液中得到芳基重氮盐缓冲溶液；(2)将所述黑磷量子点分散液与所述芳基重氮盐缓冲溶液混合，混合均匀后，在室温下反应0.5-48小时，得到第一混合液，将所述第一混合液离心去上清后，得到芳基修饰的黑磷量子点；(3)将所述芳基修饰的黑磷量子点分散在水中，加入聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，混合均匀后，室温下反应4-6小时，得到第二混合液，将所述第二混合液离心去上清后，得到黑磷量子点复合材料；所述黑磷量子点复合材料包括黑磷量子点，以及修饰在所述黑磷量子点表面的芳基和聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，所述芳基通过C-P键与所述黑磷量子点结合，所述聚乙二醇或所述聚乙二醇衍生物通过范德华力与所述黑磷量子点结合，所述芳基的化学式为其中R1、R2、R3、R4或R5独立地为氢、硝基、碳原子数为1-20的烷基或碳原子数为1-20的烷氧基。可选地，所述芳基重氮盐包括4-硝基苯重氮四氟硼酸盐或4-甲氧苯重氮四氟硼酸盐。可选地，所述缓冲溶液包括四丁基六氟磷酸铵乙腈溶液。本专利技术第二方面提供黑磷量子点复合材料的制备方法，方法简单易操作，制得的黑磷量子点复合材料抗氧化性能较好，且可以在水中稳定分散。本专利技术第三方面提供的如第一方面所述的黑磷量子点复合材料或者如第二方面所述的制备方法制得的黑磷量子点复合材料在制备光声成像药物、光热治疗药物、光动力治疗药物或载药靶向治疗药物中的应用。本专利技术提供的黑磷量子点复合材料具有很好的生物兼容性，在生物体内可降解，无长期生物毒性的优点，可以应用于生物医学领域。综上，本专利技术有益效果包括以下几个方面：1、本专利技术提供的黑磷量子点复合材料，抗氧化性能较好，在水中可以稳定分散，促进了其在各个领域尤其是在生物医学领域的应用，具有巨大的应用和研究潜力；2、本专利技术提供黑磷量子点复合材料的制备方法，方法简单易操作，制得的黑磷量子点复合材料抗氧化性能较好，且在水中能稳定分散。附图说明图1为本专利技术一实施方式中黑磷量子点复合材料的结构示意图；图2为本专利技术实施例1制得的黑磷量子点复合材料分散液及其静置一周后的外观图。具体实施方式以下所述是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术的保护范围。本专利技术实施例第一方面提供了一种黑磷量子点复合材料，包括黑磷量子点，以及修饰在黑磷量子点表面的芳基和聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，芳基通过C-P键与黑磷量子点结合，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物通过范德华力与黑磷量子点结合，芳基的化学式为其中R1、R2、R3、R4或R5独立地为氢、硝基、碳原子数为1-20的烷基或碳原子数为1-20的烷氧基。本专利技术通过芳基修饰黑磷量子点，芳基与黑磷量子点形成C-P键，起到钝化黑磷量子点的作用，大大提高了其抗氧化能力。本专利技术实施方式中，R1、R2、R3、R4或R5独立地为氢、硝基、碳原子数为1-10的烷基或碳原子数为1-10的烷氧基。进一步可选地，R1、R2、R3、R4和R5独立地硝基或甲氧基。具体地，R1、R2、R4和R5为氢，R3为硝基或甲氧基。本专利技术实施方式中，聚乙二醇衍生物包括氨基化聚乙二醇、酯化聚乙二醇、羧基化聚乙二醇、醛基化聚乙二醇和聚乙二醇-聚氨基酸共聚物中的至少一种。具体地，酯化聚乙二醇包括聚乙二醇-对甲苯磺酸酯。具体地，聚乙二醇衍生物为氨基化的聚乙二醇(PEG-NH2)。可选地，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物的分子量为100-100000，进一步可选地，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物的分子量为1800-2200。本专利技术中，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物通过范德华力吸附在黑磷量子点的表面，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物为亲水物质，利于水分子而非黑磷量子点吸附在聚乙二醇或聚乙二醇衍生物的表面，形成一层稳定的水隔离保护层，防止黑磷量子点之间因静电作用力相互吸引，发生团聚，从而可以提高黑磷量子点在水中的分散性。本专利技术实施方式中，黑磷量子点与芳基的摩尔比为0.1-100:1。可选地，黑磷量子点与芳基的摩尔比为1-10:1。进一步可选地，黑磷量子点与芳基的摩尔比为1-3.2:1。本专利技术实施方式中，黑磷量子点与聚乙二醇或聚乙二醇衍生物的质量比为1:1-100。可选地，黑磷量子点与聚乙二醇或聚乙二醇衍生物的质量比为1:5-10。本专利技术一实施方式中，芳基和聚乙二醇或聚乙二醇衍生物共同排布在黑磷量子点表面。芳基通过C-P键与黑磷量子点结合，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物通过范德华力与黑磷量子点结合，聚乙二醇或聚乙二醇衍生物穿插在芳基之间，聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黑磷量子点复合材料，其特征在于，包括黑磷量子点，以及修饰在所述黑磷量子点表面的芳基和聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，所述芳基通过C‑P键与所述黑磷量子点结合，所述聚乙二醇或所述聚乙二醇衍生物通过范德华力与所述黑磷量子点结合，所述芳基的化学式为

【技术特征摘要】
1.一种黑磷量子点复合材料，其特征在于，包括黑磷量子点，以及修饰在所述黑磷量子点表面的芳基和聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，所述芳基通过C-P键与所述黑磷量子点结合，所述聚乙二醇或所述聚乙二醇衍生物通过范德华力与所述黑磷量子点结合，所述芳基的化学式为其中R1、R2、R3、R4或R5独立地为氢、硝基、碳原子数为1-20的烷基或碳原子数为1-20的烷氧基。2.如权利要求1所述的黑磷量子点复合材料，其特征在于，所述芳基在所述黑磷量子点表面形成有机层，所述聚乙二醇或聚乙二醇衍生物排列在所述有机层的表面。3.如权利要求1所述的黑磷量子点复合材料，其特征在于，所述黑磷量子点与所述芳基的摩尔比为0.1-100:1。4.如权利要求1所述的黑磷量子点复合材料，其特征在于，所述黑磷量子点与所述聚乙二醇或所述聚乙二醇衍生物的质量比为1:1-100。5.如权利要求1所述的黑磷量子点复合材料，其特征在于，所述R1、R2、R3、R4和R5独立地硝基或甲氧基。6.如权利要求1所述的黑磷量子点复合材料，其特征在于，所述聚乙二醇衍生物包括氨基化聚乙二醇、酯化聚乙二醇、羧基化聚乙二醇、醛基化聚乙二醇和聚乙二醇-聚氨基酸共聚物中的至少一种。7.一种黑磷量子点复合材料的制备方法，其特征在于，包括：(1)将黑磷量子点置于有机溶剂中得到黑磷量子点分散液；将芳基重氮盐置于缓冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晗，陈思，张家宜，汤贤，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44