【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种由碳点和染料复合而成的多色荧光材料及其制备方法，属于新材料制备领域。
技术介绍
1、碳纳米材料按其维数可化分为零维、一维和二维。其中，碳点作为零维碳基荧光纳米材料家族的新成员，其尺寸在10 nm 以下且形貌为类球形，其制备工艺、性能研究和应用价值都备受关注。碳点优异的荧光特性主要体现在灵活设计多功能荧光传感器，碳点的荧光发射可通过纳米颗粒的尺寸、碳核石墨化程度、杂原子的含量以及表面氧化程度等参数调节控制。此外，碳点光稳定性好、荧光量子效率高、斯托克斯位移大和激发发射可调，如紫外光、蓝光或绿光激发下, 碳点可以发射激发依赖或独立的荧光。多色荧光碳点，可用于制备新型油墨、功能性染料、显示器件等领域。结合碳点对温度、ph、激发光源等外部刺激的荧光响应特性，具有丰富颜色荧光的碳点还可作为一种新型智能传感材料应用在环境监测，智能医疗和家居行业。
2、目前，“自下而上”合成法是目前碳点合成的主要方法，其中炭化法、水（溶剂）热法和微波法工艺简单、原材料广泛、成本较低、制备的碳点荧光色多样。然而，前驱体种类和浓度、反应溶剂的种类、反应温度和时间等因素均会对碳点的荧光特性产生影响，目前制备多色荧光碳点仍为一个具有挑战性的任务。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种由碳点和染料复合而成的多色荧光材料及其制备方法。
2、一种由碳点和染料复合而成的多色荧光材料，所述材料由碳点和染料分散于溶液或固体中复合而成。
3、本专利技术所述由碳点和染料复合
4、本专利技术所述由碳点和染料复合而成的多色荧光材料中，所述染料在300~800纳米对光有吸收。
5、本专利技术在通过选择合适的染料与碳点复合，使染料吸收波长范围与碳点荧光波长范围部分重叠，实现对碳点荧光颜色的调控。概括起来，本专利技术提供一种多色荧光碳点复合材料及其制备方法。
6、进一步的，碳点（包括碳量子点、碳纳米点、石墨烯量子点、聚合物点和炭化聚合物点）的合成方法可采用现有技术公开方法，如炭化法、水（溶剂）热法和微波法，其原料可以是人造碳源(对苯二胺、间苯二胺、邻苯二胺、柠檬酸、酒石酸、尿素等)，也可以是天然产物（绿草、艾叶、枸杞、葡萄皮、面粉、羊毛、牛奶等）。本专利技术对碳点的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的制备碳点的技术方案自行制备。
7、本专利技术所述染料，可以是合成染料，包括但不限于偶氮染料、三芳甲烷染料、苯酞型染料、吩噻嗪盐染料和蒽醌染料等；也可以是天然染料，包括但不限于天然β胡萝卜素、甜菜红、姜黄素、红花黄、紫胶红、越橘红、辣椒红、辣椒橙、红米红、菊花黄浸膏、黑豆红、高梁红、玉米黄、萝卜红、苋菜红、靛蓝、亮蓝等。
8、进一步的，任何染料都可以在本专利技术中与碳点复合。这些染料可以是指示剂，如酸碱指示剂，氧化还原反应指示剂，络合滴定指示剂。我们在此列举一些常见的酸碱指示剂，其包括：甲基紫、甲酚红、甲基橙、茜素橙、刚果红、溴甲酚绿、甲基红、溴酚红、中性红、酸性品红、溴酚蓝、百里酚蓝、酚酞、百里酚酞、溴甲酚红紫、溴酚蓝、溴酚红、溴百里酚蓝、刚果红、乙基红、乙基橙、乙基紫和乙基绿。本专利技术所用染料可以选自上述酸碱指示剂中的一种，根据所选用酸碱指示剂不同，可以得到具有酸碱响应性能的荧光材料，即ph响应性碳点染料复合材料。
9、本专利技术的碳点与染料形成的复合材料，可以分散于任何合适的载体中，如溶剂、固态物质的一种或多种。优选的溶剂为乙醇、水，优选的固态物质为聚合物。
10、进一步的，溶液所用溶剂包括常见的水，也可以是醇类：甲醇、乙醇、异丙醇等。这里所述的聚合物可以是水溶性聚合物或油溶性聚合物。本专利技术中，水溶性聚合物优选聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素，油溶性聚合物优选聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯。
11、一般地，复合材料中碳点和染料可以是以任意摩尔质量比例存在，优选范围为1:0.1~20。碳点和染料比例的调控可以得到不同荧光强度的多色碳点复合材料。
12、为实现本专利技术目的，本专利技术提供优选技术方案：
13、称取酒石酸和邻苯二胺，加入到乙醇溶剂中，超声分散均匀，放入到聚四氟乙烯反应釜中，高温反应一定时间后，将制备的产物通过微孔滤膜过滤，滤液透析后得到碳点溶液。分别取碳点溶液和染料溶液，将此溶液分散到聚合物溶液中，固化后得到荧光薄膜。
14、在515 nm处荧光强度i对甲基红含量的吸收曲线图上表明，随着甲基红浓度从20增至40 μm，荧光强度下降到22.63%，当甲基红浓度达到100 μm时，荧光强度趋于平衡（图1，图2）。碳点/染料复合材料呈现互补的红光发射，最大发射峰位约为679 nm，并且随着甲基红浓度的增加，其cie色度值呈现梯度变化（图3）。
15、本专利技术的复合物还可以制成荧光薄膜。将 0.01 ~ 1.0 ml的碳点溶液与1.0 ml浓度为0.1 ~ 2.0 g/l甲基红溶液均匀分散在5~20%的聚乙烯醇水溶液中，将复合膜静置过夜，再放入60℃烘箱中4 h，得到均匀透明的红色复合膜（图4），其最强荧光发射峰对应红光波段（图5）。
16、本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种基于碳点和染料的多色荧光复合材料及其制备方法。由于染料结构和颜色丰富多样，因此通过染料对碳点荧光的调控，可以得到发射光谱覆盖整个可见光范围的不同颜色荧光的复合材料。除了目前已报道的反应条件（包括反应温度、反应时间、反应溶剂、反应材料和反应系统环境）调控，反应原料的选择，分离和纯化，后处理方法，激发依赖等手段外，本专利通过将染料与碳点结合方法获得多色碳点复合材料，提供了一种新材料的同时也提供了新方法。
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1.本专利技术涉及一种由碳点和染料复合而成的多色荧光材料及其制备方法，其特征在于：所述材料由碳点和染料复合而成，分散于溶液或固体载体中。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述碳点在380纳米至800纳米范围内具有荧光发射。
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述染料在300纳米至800纳米范围内对光有吸收。
4.根据权利要求2所述的材料，其特征在于：所述碳点由一种碳点组成或多种碳点复合而成。
5.根据权利要求2所述的材料，其特征在于：所述碳点为碳量子点、碳纳米点、石墨烯量子点、聚合物点和炭化聚合物点中的一种或多种；碳点的荧光颜色为白色，红色，橙色，黄色，绿色，青色，蓝色，紫色中的一种或多种颜色的混色。
6.根据权利要求3所述的材料，其特征在于：所述染料由一种染料组成或多种染料复合而成；染料颜色为红色，橙色，黄色，绿色，青色，蓝色，紫色中的一种或多种颜色的混色。
7.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述溶液以水、有机物中的一种或多种为溶剂。
8.根据权利要求7所述的材料，其特
9.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述固体载体为聚合物，无机固体粉末，有机无机杂化固体。
...【技术特征摘要】
1.本发明涉及一种由碳点和染料复合而成的多色荧光材料及其制备方法，其特征在于：所述材料由碳点和染料复合而成，分散于溶液或固体载体中。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述碳点在380纳米至800纳米范围内具有荧光发射。
3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述染料在300纳米至800纳米范围内对光有吸收。
4.根据权利要求2所述的材料，其特征在于：所述碳点由一种碳点组成或多种碳点复合而成。
5.根据权利要求2所述的材料，其特征在于：所述碳点为碳量子点、碳纳米点、石墨烯量子点、聚合物点和炭化聚合物点中的一种或多种；碳点的荧光颜色为白色，红色，橙色...
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