一种碳量子点-碳酸钙复合纳米颗粒及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种碳量子点

【技术实现步骤摘要】
一种碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及纳米材料
，具体涉及一种可以吸收UVA和UVB的碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]紫外线(简称UV，波长10nm～400nm)是太阳发射光谱的重要组成部分，其和可见光相比波长更短、能量更高，会引起许多问题，例如：紫外线照射会引起聚合物和涂料等材料的分解老化，导致产品的机械性能下降、外观颜色改变；紫外线照射会造成艺术作品上的墨水褪色，导致具有历史重要性的文物损坏；人类等生命体过度暴露在阳光下也会受到紫外线的损害，出现晒伤、皮肤癌等。
[0003]在过去的几十年里，由于臭氧层变薄，到达地球表面的紫外线的强度大大增加，而过度暴露在紫外线辐射中可能对生物圈、人眼、皮肤、免疫系统和生物基因组造成严重的负面影响。众所周知，紫外线会对人体造成伤害的主要是紫外线A(UVA：波长320nm～400nm)和紫外线B(UVB：波长230nm～320nm)这两部分。现有的紫外线吸收剂大都无法同时兼具UVA和UVB吸收效果，往往需要将多种紫外线吸收剂搭配使用，且在使用过程中易出现分解、沉淀、迁移、挥发等问题，使用成本较高，应用受到了很大限制。
[0004]因此，亟需开发一种兼具优异的UVA和UVB吸收效果、生产成本低、制备工艺简单的紫外线吸收剂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒及其制备方法与应用。
[0006]本专利技术所采取的技术方案是：
[0007]一种碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒，其组成包括碳酸钙纳米颗粒和若干至少部分嵌入碳酸钙纳米颗粒的碳量子点。
[0008]优选的，所述碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒的粒径为40nm～100nm。
[0009]上述碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：
[0010]1)将柠檬酸和聚乙烯亚胺分散在水中，进行水热反应，得到碳量子点；
[0011]2)将碳量子点和可溶性钙盐分散在水中，加入调控剂，再加入碳酸氢铵进行沉淀反应，即得碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒。
[0012]优选的，上述碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：
[0013]1)将柠檬酸和聚乙烯亚胺分散在水中，进行水热反应，再用截留分子量800Da～1200Da的透析袋对反应液进行透析，再进行微孔过滤和冷冻干燥，得到碳量子点；
[0014]2)将碳量子点和可溶性钙盐分散在水中，加入调控剂，再滴加碳酸氢铵溶液进行沉淀反应，离心，取离心得到的固体进行干燥，即得碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒。
[0015]优选的，步骤1)所述柠檬酸、聚乙烯亚胺的质量比为1:0.3～1:1.1。
[0016]优选的，步骤1)所述聚乙烯亚胺的数均分子量为500g/mol～700g/mol。
[0017]优选的，步骤1)所述水热反应在170℃～200℃下进行，反应时间为3h～7h。
[0018]优选的，步骤2)所述碳量子点、可溶性钙盐的质量比为1:0.1～1:0.8。
[0019]优选的，步骤2)所述可溶性钙盐为氯化钙、碳酸氢钙中的至少一种。
[0020]进一步优选的，步骤2)所述可溶性钙盐为氯化钙。
[0021]优选的，步骤2)所述调控剂由有机酸、磷酸氢二铵、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇和松油醇复配而成。
[0022]进一步优选的，步骤2)所述调控剂由有机酸、磷酸氢二铵、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙二醇和松油醇按照质量比1:0.5～1:0.2～0.5:0.5～1:1～2复配而成。
[0023]优选的，所述有机酸为苹果酸、柠檬酸、酒石酸、苯甲酸中的至少一种。
[0024]优选的，所述聚乙二醇的数均分子量为3000g/mol～5000g/mol。
[0025]一种薄膜，其包含上述碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒。
[0026]优选的，所述薄膜的基材为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
[0027]本专利技术的有益效果是：本专利技术的碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒对UVA和UVB均具有优异的吸收效果，且其制备方法简单、生产成本低，适合大面积生产应用。
附图说明
[0028]图1为实施例1的碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒的SEM图。
[0029]图2为实施例1的碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒的紫外
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可见吸收光谱图。
具体实施方式
[0030]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释和说明。
[0031]实施例1：
[0032]一种碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒，其制备方法包括以下步骤：
[0033]1)将3g的柠檬酸和1.5g数均分子量600g/mol的聚乙烯亚胺分散在30mL的蒸馏水中，再转移至高压反应釜中，180℃反应3h，反应液冷却至室温，再用截留分子量1000Da的透析袋透析24h，每12h换一次透析袋，再用孔径0.22μm的微孔滤膜过滤，冷冻干燥，得到碳量子点(褐色粉末)；
[0034]2)将0.5g的碳量子点分散在20mL浓度0.1mol/L的氯化钙溶液中，再加入0.005g的苹果酸、0.005g的柠檬酸、0.01g的磷酸氢二铵、0.005g的十六烷基三甲基溴化铵、0.01g数均分子量4000g/mol的聚乙二醇和0.02g的松油醇，搅拌30min，再滴加20mL浓度0.1mol/L的碳酸氢铵溶液，加完后继续搅拌2h，再将反应液转入离心机，1000rpm离心5min，取离心得到的固体60℃干燥24h，即得碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒(淡黄色粉末，记为CDs@CaCO3)。
[0035]性能测试：
[0036]本实施例制备的碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒的扫描电镜(SEM)图如图1所示，紫外
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可见吸收光谱图如图2所示。
[0037]由图1可知：本实施例制备的碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒的粒径为40nm～60nm，颗粒粒径均匀。
[0038]由图2可知：本实施例制备的碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒对UVA和UVB均具有优
异的吸收效果。
[0039]实施例2：
[0040]一种碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒，其制备方法包括以下步骤：
[0041]1)将2g的柠檬酸和1g数均分子量600g/mol的聚乙烯亚胺分散在20mL的蒸馏水中，再转移至高压反应釜中，180℃反应3h，反应液冷却至室温，再用截留分子量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒，其特征在于，其组成包括碳酸钙纳米颗粒和若干至少部分嵌入碳酸钙纳米颗粒的碳量子点。2.根据权利要求1所述的碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒，其特征在于：所述碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒的粒径为40nm～100nm。3.权利要求1或2所述的碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将柠檬酸和聚乙烯亚胺分散在水中，进行水热反应，得到碳量子点；2)将碳量子点和可溶性钙盐分散在水中，加入调控剂，再加入碳酸氢铵进行沉淀反应，即得碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒。4.根据权利要求3所述的碳量子点
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碳酸钙复合纳米颗粒的制备方法，其特征在于：步骤1)所述柠檬酸、聚乙烯亚胺的质量比为1:0.3～1:1.1。5.根据权利要求3或4所述的碳量子点
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碳酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘应亮，胡广齐，邱婕敏，
申请(专利权)人：广东碳紫科技有限公司，
类型：发明
国别省市：