一种双发射荧光碳点的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种快速简便制备双发射碳点的方法,包括以下步骤：步骤(1)：按摩尔比1:1～3称量1‑(2‑吡啶偶氮)‑2‑萘酚及二水合氯化铜，加入体积比为(10～0):(0～10)的无水乙醇及水，超声溶解得混合溶液；步骤(2)：将混合液转移至密闭反应器加热反应，反应温度为170℃～190℃，反应时间为3～5h；步骤(3)：反应体系自然冷至室温，硅胶柱柱层析，除去溶剂，真空干燥得碳点。本法制备的碳点在350nm光的激发下，在426nm及488nm波长处均有荧光发射，且此碳点可据两波长处的荧光峰特异性的双信号检测Fe

【技术实现步骤摘要】
一种双发射荧光碳点的制备方法
本专利技术属于纳米材料制备
，具体涉及一种双发射荧光碳点的制备方法。
技术介绍
相比于传统的荧光染料，碳点作为一种近年来被发现的荧光碳纳米材料，拥有特殊的荧光性能，如激发和发射波长可调、光稳定性好、无光闪烁现象等。又因为碳点毒性低、生物相容性好和制备简单等优点受到众多学者的青睐，现已广泛应用于光催化、环境科学、生化检测、生物成像等领域中，并在疾病诊断、发光材料等领域表现出极大的优势。近年来，荧光碳点的合成方法已有很大进展，同时多种新型的荧光碳点引起了国内外学者的兴趣，掺杂型荧光碳点、磁性荧光碳点、长波长荧光碳点等新型碳点被陆续报道，而双发射波长荧光碳点的合成却少见报道。而双发射荧光碳点在分析化学中有广泛的应用，可作为双信号荧光光谱探针，也可以根据不同荧光信号的变化差异而对待测物实现比率型荧光检测，提高检测方法的灵敏度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双发射荧光碳点的制备方法，按所述方法制备的双发射荧光碳点在426nm和488nm均有荧光发射，且可特异性的检测Fe3+浓度。为实现上述专利技术目的，提供以下技术方案：一种双发射荧光碳点的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)：按摩尔比1:1～3称量1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及二水合氯化铜，加入体积比为(10～0):(0～10)的无水乙醇及水，超声溶解得混合溶液；步骤(2)：将混合液转移至密闭反应器加热反应，反应温度为170℃～190℃，反应时间为3～5h；步骤(3)：反应体系自然冷至室温，硅胶柱柱层析，除去溶剂，真空干燥得碳点。优选的，所述步骤(1)中，超声的时间为10～30min。优选的，所述步骤(1)中，按摩尔比1:2称量1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及二水合氯化铜。优选的，所述步骤(1)中，无水乙醇与超纯水的体积比为10:0，即为无水乙醇溶液。优选的，所述步骤(2)中反应温度为180℃。优选的，所述步骤(2)中的反应时间为4h。优选的，所述步骤(2)中密闭反应器为高压内衬聚四氟乙烯反应釡。优选的，所述步骤(3)中所述柱层析以二氯甲烷与甲醇混合溶液作为洗脱剂。采用上述方法制备的碳点也在本专利技术的保护范围之内。进一步的，所述碳点在Fe3+检测方面的应用亦属于本专利技术的保护范围。本专利技术具有如下优点：1.本专利技术提供的制备方法原料廉价易得，操作简单，反应条件温和，时间短，且能制备出在426nm和488nm均有荧光发射的双发射荧光碳点。2.按照本专利技术制备的碳点能够用于Fe3+的检测，采用此碳点建立的铁离子双信号荧光光谱分析方法的线性范围可达0～4000μmol/L(R2＝0.9991),方法检测限为7.0μmol/L，且该方法已成功应用于三峡库区、嘉陵江水和自来水中的Fe3+的测定，RSD≤4.5％。附图说明图1是实施例1制备的碳点的荧光光谱图，横坐标为波长，纵坐标为荧光强度；图2是实施例2制备的碳点的荧光光谱图，横坐标为波长，纵坐标为荧光强度；图3是实施例3制备的碳点的荧光光谱图，横坐标为波长，纵坐标为荧光强度；图4是实施例4制备的碳点的荧光光谱图，横坐标为波长，纵坐标为荧光强度；图5，a)为实施例1制备的碳点的透射电镜图，其中插图为碳点的粒径分布统计柱状图，b)为实施例1制备的碳点的高分辨透射电镜图；；图6是实施例1制备的碳点的红外光谱图；图7是实施例1制备的碳点的耐盐性光谱图，横坐标是溶液中氯化钠的浓度，纵坐标是荧光强度；图8是实施例1制备的碳点的光漂白光谱图，横坐标为时间，纵坐标为荧光强度；图9左为实施例7制备的含不同浓度铁离子的碳点溶液的荧光光谱图，横坐标为波长，纵坐标为荧光强度；右为实施例7制备的含不同浓度铁离子的碳点溶液的线性关系图，其中(a)为0-100μmol/L范围内的线性关系，(b)为100-4000μmol/L范围内的关系图，横坐标为三价铁浓度，纵坐标为荧光猝灭程度。具体实施方式实例中所采用的1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚、二水合氯化铜和无水乙醇均为分析纯规格的市售品。实施例1原料比例对碳点的影响分别将0.2mmol的1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及对应的0、0.1mmol、0.2mmol、0.3mmol、0.4mmol、0.5mmol、0.6mmol、1.2mmol的二水合氯化铜置于八支盛有10mL无水乙醇的离心管中溶解并超声20min；接着，将混合液分别转移至八个25mL聚四氟乙烯反应釜中，180℃加热反应4h；反应完成后待反应釜自然冷却到室温将产物通过硅胶柱进行纯化，洗脱剂为二氯甲烷与甲醇体积比40:1的混合溶液，蒸发溶剂、真空干燥得碳点固体。所得碳点加无水乙醇稀释配置成浓度为1mg/mL的碳点母液，取200μL，用水定容至2mL，用F-7000荧光分光光度计测其荧光光谱，当激发波长为350nm时得到其荧光光谱图(图1)，当原料比为1:1开始时，出现双波峰当原料物质的量之比为1:2时，碳点的双发射荧光峰强度相当，波谷最为明显，产物产率最高，当原料比为1:3时，仍具有微弱的双波峰。实施例2溶剂对碳点的影响准确称量0.2mmol的1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及0.4mmol二水合氯化铜各七份于七支分别盛有10mL无水乙醇、8mL无水乙醇和2mL超纯水的混合溶液、6mL无水乙醇和4mL超纯水的混合溶液、5mL无水乙醇和5mL超纯水的混合溶液、4mL无水乙醇和6mL超纯水的混合溶液、2mL无水乙醇和8mL超纯水的混合溶液和10mL超纯水的离心管中溶解并超声20min；接着，将混合液分别转移至七个25mL聚四氟乙烯反应釜中，180℃加热反应4h；反应完成后待反应釜自然冷却到室温将产物通过硅胶柱进行纯化，洗脱剂为二氯甲烷与甲醇体积比40:1的混合溶液，蒸发溶剂、真空干燥得碳点固体。采用与实施例1的相同的方法得到其荧光光谱图(图2)，当以10mL无水乙醇为溶剂时制得的碳点不仅双发射波谷最为明显，且荧光强度最大，且无论以纯水还是无水乙醇作为溶剂，均有目标产物生成。实施例3反应温度对碳点的影响于三个离心管中，准确称量0.2mmol的1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及0.4mmol二水合氯化铜溶解于10mL无水乙醇中并超声20min；接着，将混合液分别转移至三个25mL聚四氟乙烯反应釜中，分别于170℃、180℃、190℃加热反应4h；反应完成后待反应釜自然冷却到室温将产物通过硅胶柱进行纯化，洗脱剂为二氯甲烷与甲醇体积比40:1的混合溶液，蒸发溶剂、真空干燥得碳点固体。采用与实施例1的相同的方法得到其荧光光谱图(图3)，180℃制得的碳点488nm波长处荧光峰最强，170℃和190℃合成时均有少量产物生成。实施例4反应时间对碳点的影响向三个离心管中，准确称量0.2mmol的1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及0.4mmol二水合氯化铜溶解于10mL无水乙醇中并超声20min；接着，将混合液分别转移至三个洗净干燥的25mL聚四氟乙烯反应釜中，180℃分别加热反应3h、4h、5h；反应完成后待反应釜自然冷却到室温将产物通过硅胶柱进行纯化，洗脱剂为二氯甲烷与甲醇体积比40:1的混合溶液，蒸发溶剂、真空干燥得碳点固体。采用与实施例1的相同的方法得到其荧光光谱图(图4)，反应时间为4h时，制得的碳点的荧光光谱波谷最为明显。用透本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双发射荧光碳点的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)：按摩尔比1:1～3称量1‑(2‑吡啶偶氮)‑2‑萘酚及二水合氯化铜，加入体积比为(10～0):(0～10)的无水乙醇及水，超声溶解得混合溶液；步骤(2)：将混合液转移至密闭反应器加热反应，反应温度为170℃～190℃，反应时间为3～5h；步骤(3)：反应体系自然冷至室温，硅胶柱柱层析，除去溶剂，真空干燥得碳点。

【技术特征摘要】
1.一种双发射荧光碳点的制备方法，包括以下步骤：步骤(1)：按摩尔比1:1～3称量1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及二水合氯化铜，加入体积比为(10～0):(0～10)的无水乙醇及水，超声溶解得混合溶液；步骤(2)：将混合液转移至密闭反应器加热反应，反应温度为170℃～190℃，反应时间为3～5h；步骤(3)：反应体系自然冷至室温，硅胶柱柱层析，除去溶剂，真空干燥得碳点。2.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，超声的时间为10～30min。3.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，按摩尔比1:2称量1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚及二水合氯化铜。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭克俊，朱盼盼，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50