【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳量子点领域，特别涉及一种多彩碳量子点及其制备方法和应用。
技术介绍
1、碳量子点是一类荧光碳纳米材料，在生物成像、传感和光电子学等应用中已成为传统量子点和有机染料的有前途的替代品。近年来，基于碳量子点的荧光纳米材料引起了研究者们的广泛兴趣。他们具有优良的光学性质，良好的水溶性、原料来源广、成本低、生物相容性好等诸多优点，被广泛应用于光催化、生物成像、分析传感等方面。其不仅表现出与半导体量子点相当的光学特性，而且还具有高生物相容性，易于获取，低成本以及半导体量子点难以实现的易于表面功能化等优点。碳量子点具有独特的光学特性，如可调谐发射、易于合成和低毒性，使其在生物学、医学和环境领域的许多应用中具有吸引力。碳量子点的合成可以通过多种方法实现，包括自下而上和自上而下的方法，涉及使用不同的碳源和表面功能化策略，也可以通过多种合成工艺生产，包括水热处理、激光烧蚀、热解和微波技术。虽然它们的合成路线不同，但所有碳量子点都共享相同的sp2核心，其中可能含有氮作为芳香环的一部分，并且已经提出富含碳、氮和氧的部分存在于碳量子点表面。
2、尽管近年来对多色碳量子点进行了广泛的研究，但迄今为止对基于同一种反应前驱体合成全彩碳量子点的报道较少，并且基于同一种反应前驱体的全彩荧光碳量子点的制备方法的报道也尚少，更重要的是，碳量子点的发射峰集中在红色区域对各种应用具有重要意义，虽然现有技术中通过精细的化学合成以及硅柱色谱法，也提供了较高荧光量子产率的红色发射碳量子点，但是其合成过程复杂，可控性较差，目前仍然非常需要相对简单的合成
3、鉴于实际应用，比如在体内的动物成像、白光发光二极管以及具防伪性能的功能性荧光材料，需要从蓝色到红色的明亮全彩发射，因此开发一种简便、高产量的方法来制备整个可见光谱的高荧光强度、高量子产率、色彩可调碳量子点是非常重要和紧迫的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的旨在针对现有技术的不足，提供一种多彩碳量子点及其制备方法和应用方法。基于上述问题，本专利技术提出了一种多彩碳量子点及其制备方法和应用方法，制备方法简单，经济成本低，容易实施，而且制备的碳量子点发光性能好，量子产率高，荧光光谱显示发射峰覆盖了整个可见光谱。
2、本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种多彩碳量子点的制备方法，包括以下步骤：
4、按照一定的比例取邻苯二腈和有机分子，溶解在溶剂中，得到反应前驱体溶液；将反应前驱体溶液置于含有聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压釜中加热条件下反应；反应结束后，自然冷却至室温；随后用相应的酸溶液或者碱溶液将产物溶液的ph调节至7；然后通过旋转蒸发仪进行减压浓缩或者过滤洗涤；最后通过干燥，获得多彩碳量子点。
5、如上所述的一种多彩碳量子点的制备方法，所述有机分子为有机酸、有机胺、苯酚类中的任意一种。
6、如上所述的一种多彩碳量子点的制备方法，所述有机酸为柠檬酸、酒石酸、苹果酸、草酸、抗坏血酸、水杨酸中的任意一种。
7、如上所述的一种多彩碳量子点的制备方法，所述有机胺为乙二胺、邻苯二胺、丙二胺、丁二胺、二乙烯三胺中的任意一种。
8、如上所述的一种多彩碳量子点的制备方法，所述苯酚类为苯酚、间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚、间苯三酚中的任意一种。
9、如上所述的一种多彩碳量子点的制备方法，所述有机分子为有机酸，所述有机酸为柠檬酸，所述邻苯二腈和柠檬酸的质量比(g/g)为(0.05～1)：1；或者，优选的，所述有机分子为有机胺，所述有机胺为乙二胺，所述邻苯二腈和乙二胺的质量体积比(g/μl)为1：(50～1500)；或者，优选的，所述有机分子为苯酚类，所述苯酚类为间苯二酚，所述邻苯二腈和间苯二酚的质量比(g/g)为5：(0.8～5)；或者，优选的，所述有机分子为有机胺，所述有机胺为邻苯二胺，所述邻苯二腈和邻苯二胺的摩尔比为5：(7～10)。
10、如上所述的一种多彩碳量子点的制备方法，所述溶剂为水、氢氧化钠和硫酸中的任意一种。
11、如上所述的一种多彩碳量子点的制备方法，所述加热反应条件为：反应温度为160℃～220℃，反应时间为6h～12h。
12、基于同一个专利技术构思，本专利技术还提供了一种多彩碳量子点，所述碳量子点为在441nm的波长有发射峰的蓝光碳量子点，或者为在498nm的波长有发射峰的青光碳量子点，或者为在520nm的波长有发射峰的绿光碳量子点，或者为在629nm的波长有发射峰的红光碳量子点。
13、基于同一个专利技术构思，本专利技术还提供了一种如上所述的制备方法制备的多彩碳量子点或者如上所述的多彩碳量子点的应用，所述多彩量子点可应用于光催化、生物成像、分析传感和具有防伪性能的功能性荧光材料。
14、本专利技术的有益效果是：
15、1、本专利技术提供的一种多彩碳量子点的制备方法，提供了一种简便、高产量的方法合成全彩碳量子点，使得碳量子点的发光覆盖整个可见光光谱范围，为碳量子点的实际应用提供了更广阔的应用。
16、2、本专利技术提供的一种多彩碳量子点的制备方法，在紫外光的照射下，可得到有效的发光，蓝光碳量子点的量子产率可达35.69％，青光量子产率可达56.64％，绿光量子产率可达71.56％，红光量子产率可达15.78％，且原料低廉，易于获得，环境友好。
17、3、本专利技术制备出的蓝色、青色、绿色、红色的多彩碳量子点具有良好的发光性能，而且其易于合成和低毒性，不仅在生物学、医学和环境领域的许多应用中具有吸引力，广泛应用于光催化、生物成像、分析传感以及具有防伪性能的功能性荧光材料等方面。
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1.一种多彩碳量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多彩碳量子点的制备方法，其特征在于，所述有机分子为有机酸、有机胺、苯酚类中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种多彩碳量子点的制备方法，其特征在于，所述有机酸为柠檬酸、酒石酸、苹果酸、草酸、抗坏血酸、水杨酸中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的一种多彩碳量子点的制备方法，其特征在于，所述有机胺为乙二胺、邻苯二胺、丙二胺、丁二胺、二乙烯三胺中的任意一种。
5.根据权利要求2所述的一种多彩碳量子点的制备方法，其特征在于，所述苯酚类为苯酚、间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚、间苯三酚中的任意一种。
6.根据权利要求2所述的一种多彩碳量子点的制备方法，其特征在于，所述有机分子为有机酸，所述有机酸为柠檬酸，所述邻苯二腈和柠檬酸的质量比(g/g)为(0.05～1)：1；或者，优选的，所述有机分子为有机胺，所述有机胺为乙二胺，所述邻苯二腈和乙二胺的质量体积比(g/μL)为1：(50～1500)；或者，优选的，所述有机分子为苯酚类，所述苯酚类为间苯二
7.根据权利要求1所述的一种多彩碳量子点的制备方法，其特征在于，所述溶剂为水、氢氧化钠和硫酸中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种多彩碳量子点的制备方法，其特征在于，所述加热反应条件为：反应温度为160℃～220℃，反应时间为6h～12h。
9.一种根据权利要求1～8任意一项所述的制备方法制备的多彩碳量子点，其特征在于，所述碳量子点为在441nm的波长有发射峰的蓝光碳量子点，或者为在498nm的波长有发射峰的青光碳量子点，或者为在520nm的波长有发射峰的绿光碳量子点，或者为在629nm的波长有发射峰的红光碳量子点。
10.一种如权利要求1～8中任意一项所述的制备方法制备的多彩碳量子点或者权利要求9所述的多彩碳量子点的应用，其特征在于，所述多彩量子点可应用于光催化、生物成像、分析传感和具有防伪性能的功能性荧光材料。
...【技术特征摘要】
1.一种多彩碳量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多彩碳量子点的制备方法，其特征在于，所述有机分子为有机酸、有机胺、苯酚类中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种多彩碳量子点的制备方法，其特征在于，所述有机酸为柠檬酸、酒石酸、苹果酸、草酸、抗坏血酸、水杨酸中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的一种多彩碳量子点的制备方法，其特征在于，所述有机胺为乙二胺、邻苯二胺、丙二胺、丁二胺、二乙烯三胺中的任意一种。
5.根据权利要求2所述的一种多彩碳量子点的制备方法，其特征在于，所述苯酚类为苯酚、间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚、间苯三酚中的任意一种。
6.根据权利要求2所述的一种多彩碳量子点的制备方法，其特征在于，所述有机分子为有机酸，所述有机酸为柠檬酸，所述邻苯二腈和柠檬酸的质量比(g/g)为(0.05～1)：1；或者，优选的，所述有机分子为有机胺，所述有机胺为乙二胺，所述邻苯二腈和乙二胺的质量体积比(g/μl)为1：(50～1500)；或者，优选的，所述有机分子为苯酚类...
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