System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于全色系氮硫掺杂碳点制备防伪纺织品的方法技术_技高网
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一种基于全色系氮硫掺杂碳点制备防伪纺织品的方法技术

技术编号:40144074 阅读:9 留言:0更新日期:2024-01-24 00:04
本发明专利技术公开了一种基于全色系氮硫掺杂碳点制备防伪纺织品的方法,属于功能纺织品技术领域。首先,以柠檬酸和硫脲为原料,以不同极性溶剂溶解,分别制备激发后发射光为蓝色、绿色、黄色和红色的全色系氮硫掺杂碳点母液;然后,将制备的碳点母液透析除杂,并加入水合肼水溶液还原保护,得到发射蓝光、绿光、黄光和红光的全色系氮硫掺杂碳点溶液;最后,分别在碳点溶液中加入粘合剂制备水性流体,制备防伪纺织品。具体步骤包括:(1)氮硫掺杂碳点母液制备;(2)氮硫掺杂碳点溶液制备;(3)全色系防伪纺织品制备。与传统制备方法相比,本发明专利技术述及的方法具有碳点制备方法简单、特征光谱显著、荧光量子产率高、应用普适性强的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于全色系氮硫掺杂碳点制备防伪纺织品的方法,属于功能纺织品。


技术介绍

1、随着社会发展和科技进步,大众消费者对纺织品的功能性提出较高要求,要求纺织面料不仅外观美观、服用舒适,还需兼顾特定功能性。目前,纺织品用防伪标签是指在特定条件下具有信息加密防伪效果的辅料,具体包括防伪商标、防伪吊牌等系列产品。上述防伪标签多数是通过缝合或钉扣等方式与纺织品相连接,存在运输或使用中易脱落的问题。近年来,随着标识图案防伪技术的发展,采用包括夜光粒子、碳量子点(简称:碳点)在内的多种新型防伪材料得到重视。通过制备高效防伪纳米材料,结合现代织造技术和功能整理工艺,可实现在纺织品特定部位的图案或文字信息加密,构建基于日光隐形、激发变色或干涉变色效果的新型防伪纺织品。

2、碳点作为一类新型发光纳米材料,表面含有丰富极性基团,具有光学稳定性好、亮度高和发射光波长可调等诸多特点,且其本身生物相容性优良,在信息防伪、材料传感等诸多领域有潜在的应用前景。近年来,具有荧光发射功能的碳点合成和发光机理研究取得了巨大的进展,并逐步实现在防伪材料领域的应用。在诸多制备方法中,水热溶剂法具有碳点产率高、性能稳定等诸多优点,成为研究人员制备全色系碳点的首选,通过调节不同前体组成、合成温度和时间等工艺条件,可获得具有多色发射效果的碳点。

3、尽管水热法较易合成碳点,但该法制得的碳点激发后发射光多集中在短波蓝光区,难以获得发射光强度高、波长介于500-700nm的绿光、黄光和红光碳点。为获得能发射绿色、黄色和红色光谱的碳点,有研究人员采用柠檬酸和尿素等作为碳源和氮源,以有机溶剂(如n,n-二甲基甲酰胺)替代水作为介质进行高温合成,合成的碳点激发后能发射蓝/绿混合光、或蓝/绿/黄/红四色混合光。但当需要得到稳定的单色绿光、黄光或红光碳点时,必须将该碳点溶液通过硅柱色谱或阴离子交换柱等进行分离。该过程不仅操作复杂、分离耗时效率低,且获得的碳点荧光量子产率极低,若洗脱液类型选择不当或洗脱时间控制不精确,更难获得具有特征波长的蓝光、绿光、黄光和红光的单色碳点。

4、因此,亟待开发一种稳定可靠、荧光量子产率高、涵盖蓝、绿、黄、红四种稳定发射光的全色系碳点制备方法,用于加工包括防伪纺织品在内的诸多需信息加密的系列材料制备。


技术实现思路

1、专利技术目的:针对传统水热溶剂法合成的碳点荧光量子产率低、发射光色谱特征不显著、应用于防伪纺织品效果差的问题,本专利技术的目的在于提供一种基于全色系氮硫掺杂碳点制备防伪纺织品的方法,本专利技术以柠檬酸为碳源,结合含氮硫元素的小分子掺杂,采用不同极性溶剂为合成介质,制备荧光量子产率高、发射光色谱特征显著的氮硫掺杂全色系碳点;在此基础上,进一步将发光碳点应用于防伪纺织品的制备。

2、本专利技术的技术方案:一种基于全色系氮硫掺杂碳点制备防伪纺织品的方法,其特征是:首先,以柠檬酸和硫脲为原料,以不同极性溶剂溶解,分别制备激发后发射光为蓝色、绿色、黄色和红色的全色系氮硫掺杂碳点母液;然后,将制备的碳点母液透析除杂,并加入水合肼水溶液还原保护,得到发射蓝光、绿光、黄光和红光的全色系氮硫掺杂碳点溶液;最后,分别在碳点溶液中加入粘合剂制备水性流体,制备防伪纺织品。

3、上述一种基于全色系氮硫掺杂碳点制备防伪纺织品的方法,具体包括如下步骤:

4、(1)氮硫掺杂碳点母液制备:以柠檬酸和硫脲为原料,加入溶剂得到反应液,高温处理,制备碳点母液;

5、(2)氮硫掺杂碳点溶液制备:将步骤(1)制备的碳点母液经透析除杂后冷冻干燥得到冻干粉,将冻干粉加入水合肼水溶液中得到混合液,进行还原保护处理,制备全色系氮硫掺杂碳点溶液;

6、(3)全色系防伪纺织品制备:将步骤(2)制备的全色系氮硫掺杂碳点溶液加入粘合剂和/或增稠剂中制备流体,之后将流体通过浸渍方式或刮印方式附着在纺织品上,制备全色系防伪纺织品。

7、进一步的,在步骤(1)中溶剂包括水、甘油、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

8、具体可选的,在步骤(1)中溶剂有4种,分别为水、甘油、甘油和n,n-二甲基甲酰胺混合液、n,n-二甲基甲酰胺。

9、进一步的,甘油和n,n-二甲基甲酰胺混合液中甘油和n,n-二甲基甲酰胺混合液中两者质量比为7:1~5。

10、进一步的,在步骤(1)中碳点母液为激发后发射光为蓝色、绿色、黄色和红色的4种全色系氮硫掺杂碳点母液。

11、进一步的,当步骤(1)种溶剂为水时,制得激发后发射光为蓝色的全色系氮硫掺杂碳点母液。

12、进一步的,当步骤(1)种溶剂为甘油时,制得激发后发射光为绿色的全色系氮硫掺杂碳点母液。

13、进一步的,当步骤(1)种溶剂为甘油和n,n-二甲基甲酰胺混合液时,制得激发后发射光为黄色的全色系氮硫掺杂碳点母液。

14、进一步的,当步骤(1)种溶剂为n,n-二甲基甲酰胺时,制得激发后发射光为红色的全色系氮硫掺杂碳点母液。

15、进一步的,在步骤(1)中柠檬酸在反应液中的浓度为0.05-0.1g/l。

16、进一步的,在步骤(1)反应液中柠檬酸和硫脲摩尔比为1:3~7。

17、进一步的,在步骤(1)中所述高温处理为在140~160℃反应4~6小时。

18、进一步的,在步骤(2)中所述透析除杂是指采用截留分子量为1000da的透析袋,直至透析液电导率小于4μs/cm。

19、进一步的,在步骤(2)中所述冷冻干燥为在在-40~-30℃下冷冻12~14小时。

20、进一步的,在步骤(2)中混合液中的冻干粉浓度为0.5~1g/l。

21、进一步的,在步骤(2)中混合液中的水合肼浓度为18~22ml/l。

22、进一步的,在步骤(2)中还原保护处理的处理温度为15~25℃。

23、进一步的,在步骤(2)中还原保护处理的处理时间为10~14小时。

24、进一步的,在步骤(3)所述流体中氮硫掺杂碳点的浓度为0.5-1g/l。

25、进一步的,在步骤(3)所述流体中粘合剂为聚丙烯酸酯类粘合剂。

26、进一步的,在步骤(3)所述流体中粘合剂的浓度为2-4g/l。

27、进一步的,在步骤(3)所述流体中增稠剂为质量浓度为3~7%的海藻酸钠糊料。

28、进一步的,在步骤(3)所述流体中增稠剂的浓度为1-2g/l。

29、进一步的,在步骤(3)所述纺织品包括以棉、麻、丝、麻、涤纶、锦纶、黏胶为原料的机织物、针织物和无纺布。

30、进一步的,在步骤(3)中,当使用浸渍方式时,流体中不添加增稠剂,制备的操作为在50~60℃浸渍15~20分钟后,再在120-130℃焙烘1~2分钟。

31、进一步的,在步骤(3)中,当使用刮印方式时,流体中添加增稠剂,制备的操作为采用筛网刮印后,在120-130℃焙烘1~3分钟。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于全色系氮硫掺杂碳点制备防伪纺织品的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:

2.权利要求1中所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中溶剂包括水、甘油、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

3.权利要求1中所述的方法,其特征在于,当步骤(1)种溶剂为水时,制得激发后发射光为蓝色的全色系氮硫掺杂碳点母液;当步骤(1)种溶剂为甘油时,制得激发后发射光为绿色的全色系氮硫掺杂碳点母液;当步骤(1)种溶剂为甘油和N,N-二甲基甲酰胺混合液时,制得激发后发射光为黄色的全色系氮硫掺杂碳点母液;当步骤(1)种溶剂为N,N-二甲基甲酰胺时,制得激发后发射光为红色的全色系氮硫掺杂碳点母液。

4.权利要求1中所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中,柠檬酸在反应液中的浓度为0.05-0.1g/L;柠檬酸和硫脲摩尔比为1:3~7。

5.权利要求1中所述的方法,其特征在于,在步骤(2)中,混合液中的冻干粉浓度为0.5~1g/L;混合液中的水合肼浓度为18~22mL/L。

6.权利要求1中所述的方法,其特征在于,在步骤(2)中,还原保护处理的处理温度为15~25℃;还原保护处理的处理时间为10~14小时。

7.权利要求1中所述的方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述流体中氮硫掺杂碳点的浓度为0.5-1g/L;所述流体中粘合剂为聚丙烯酸酯类粘合剂;所述粘合剂的浓度为2-4g/L;所述流体中增稠剂为质量浓度为3~7%的海藻酸钠糊料;所述增稠剂的浓度为1-2g/L。

8.权利要求1中所述的方法,其特征在于,在步骤(3)所述纺织品包括以棉、麻、丝、麻、涤纶、锦纶、黏胶为原料的机织物、针织物和无纺布。

9.权利要求1~8任一项所述的方法制得的全色系防伪纺织品。

10.权利要求9中所述的全色系防伪纺织品在安全加密、特种防护服领域的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种基于全色系氮硫掺杂碳点制备防伪纺织品的方法,其特征在于,具体包括如下步骤:

2.权利要求1中所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中溶剂包括水、甘油、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

3.权利要求1中所述的方法,其特征在于,当步骤(1)种溶剂为水时,制得激发后发射光为蓝色的全色系氮硫掺杂碳点母液;当步骤(1)种溶剂为甘油时,制得激发后发射光为绿色的全色系氮硫掺杂碳点母液;当步骤(1)种溶剂为甘油和n,n-二甲基甲酰胺混合液时,制得激发后发射光为黄色的全色系氮硫掺杂碳点母液;当步骤(1)种溶剂为n,n-二甲基甲酰胺时,制得激发后发射光为红色的全色系氮硫掺杂碳点母液。

4.权利要求1中所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中,柠檬酸在反应液中的浓度为0.05-0.1g/l;柠檬酸和硫脲摩尔比为1:3~7。

5.权利要求1中所述的方法,其特征在于,在步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员:王平原韵余圆圆周曼王强
申请(专利权)人:江南大学
类型:发明
国别省市:

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