【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功能玻璃，具体涉及一种石墨烯量子点玻璃及其制备方法。
技术介绍
1、石墨烯是一种具有网状周期结构的二维碳材料,具有独特的电学和光学性质,在许多方面展现出广阔的应用前景，但石墨烯是一种零带隙的半导体,没有能带间隙,无法产生荧光，限制了其在生物成像、光电领域的应用。石墨烯量子点的是指三维尺寸都小于100nm的零维碳纳米材料。石墨烯量子点是一种碳量子点，它继承了碳量子点的很多优点，如发光性能可调、化学稳定性好等特性，还继承了一些石墨烯的结构和性质，有明显的晶格结构和结晶性能，在光学和电学方面表现出突出的性能。未掺杂的石墨烯量子点电子能级跃迁只发生在sp2杂化碳的π和π*之间，光致发光波长是303nm和412nm，属于深紫外和蓝光波段，通过在石墨烯量子点中掺杂其他原子如n、s、cl等，会在sp2杂化碳的π和π*能级之间引入杂原子能级，电子跃迁变得多样化，发光红移，发光波长可以延展到黄光、红光等，极大的拓展了石墨烯量子点在光电领域的应用。
2、uv(紫外线)是一种波长范围在200nm～400nm之间，紫外线主要是uva(黑斑紫外线，波长在320～400nm之间)和uvb(红斑紫外线，波长在280～320nm之间)，这些波段的紫外光辐射会引起工业产业的加速老化，如高分子材料的硬变粉化，涂料变色等问题，也会对人类皮肤也会造成不可逆转的伤害。传统的uv吸收剂主要包括水杨酸酯类、苯酮类、苯并三唑类、取代丙烯腈类、三嗪类和受阻胺类、氟化物体系、铝酸盐体系等物质，合成工艺相对复杂、单种吸收剂只能吸收特定波段的范围比较单一、添
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的玻璃力学性能、防紫外线效果和稳定性差的问题，提供一种石墨烯量子点玻璃及其制备方法，该石墨烯量子点玻璃具有力学性能好且防紫外线效果和稳定性优异的特点。
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种石墨烯量子点玻璃，所述石墨烯量子点玻璃包含改性石墨烯量子点，所述改性石墨烯量子点包含石墨烯量子点和改性剂；其中，所述改性剂为含有第ⅲa族元素、第ⅴa族元素和第ⅵa族元素中的至少一种元素的物质。
3、优选地，所述改性剂中含有第ⅴa族元素和第ⅵa族元素，优选地，改性剂中第ⅴa族元素和第ⅵa族元素的含量比为15-35:100。
4、优选地，所述第ⅲa族元素为b。
5、优选地，所述第ⅴa族元素选自n、p、a中的至少一种，更优选为n和/或p。
6、优选地，所述第ⅵa族元素为s。
7、优选地，以石墨烯量子点玻璃总重量为基准，所述改性石墨烯量子点的含量为0.1-3重量％。
8、优选地，所述改性石墨烯量子点中，以所述改性石墨烯量子点制备时石墨烯量子点和改性剂前驱体的总投料量为基准，所述改性剂的投料量为50-55重量％。
9、本专利技术二方面提供一种第一方面所述的石墨烯量子点玻璃的制备方法，其特征在于，该方法包括：
10、1)将玻璃原料、澄清剂、偶联剂加入到第一分散介质中，研磨得到混合浆料；
11、2)将所述混合浆料加入到改性石墨烯量子点悬浮液中混合制成复合浆料，真空烘干成复合粉体；
12、3)惰性气氛下将所述复合粉体第一加热至呈液态、退火处理制备得到改性石墨烯量子点玻璃。
13、优选地，步骤1)中，所述玻璃原料、澄清剂、偶联剂与第一分散剂的质量比为15-100:0.2-2.5:1:10-85；和/或所述偶联剂的用量为所述玻璃原料、澄清剂和偶联剂的总用量的0.1-5％，优选为1-5％；和/或所述混合浆料的粒径为100-500μm；和/或所述澄清剂选自二氧化铈、氯化钠、氧化锑、硝酸盐中的至少一种；和/或所述偶联剂选自硅烷类偶联剂和/或钛酸酯类偶联剂；和/或所述第一分散介质选自去离子水和/或无水乙醇。
14、优选地，步骤3)中，所述惰性气氛为氮气气氛和/或氩气气氛；和/或所述第一加热的条件包括：先进行第一段加热，再进行第二段加热；其中，第一段加热温度为1580-1600℃，加热时间为2.5-3h；第二段加热温度为1480-1485℃，加热时间为0.5-1h；和/或所述退火处理的条件包括：退火温度为570-600℃，退火时间为0.5-1h。
15、优选地，所述改性石墨烯量子点悬浮液的制备方法包括：a)将改性剂加入到石墨烯量子点溶液中混合分散、第二加热、过滤、干燥得到改性石墨烯量子点粉末；b)将所述改性石墨烯量子点粉末与活性剂加入到第二分散介质中分散得到改性石墨烯量子点悬浮液。
16、优选地，步骤a)中，所述改性剂为硼酸、n,n-二甲基甲酰胺、尿素、氨水、双氰胺、乙二胺、对苯二胺、植酸钠、四羟甲基氯化磷硫脲和硫粉中的至少一种；和/或所述石墨烯量子点与改性剂的质量比为1:1-1.2；和/或所述第二加热的条件包括：加热温度为110-160℃，加热时间为1-6h；和/或所述干燥的条件包括：干燥温度为100-200℃，干燥时间1-4h。
17、优选地，步骤b)中，所述改性石墨烯量子点粉末、活性剂与第二分散剂的质量比为2-9:1:10-90；和/或所述活性剂选自聚乙烯醇、二甲基甲酰胺、十二烷基硫酸钠、纤维素中的一种或多种；和/或所述第二分散介质选自去离子水和无水乙醇中的一种或两种；和/或所述分散的条件包括：超声分散2-5h，搅拌3-6h。
18、通过上述技术方案，本专利技术具有如下优势：
19、本专利技术将含第ⅲa族元素、第ⅴa族元素和第ⅵa族元素的物质的改性石墨烯量子点掺入玻璃基质，能够防止量子点的团聚，也即石墨烯量子点对玻璃基体的相容性显著提高，更容易与玻璃基体进行结合，不仅能够明显提升玻璃的力学性能稳定性，还能够提高玻璃对紫外光的吸收能力和吸收稳定性。
20、通过采用本专利技术的制备方法，能够提高石墨烯量子点玻璃中改性石墨烯量子点的效率，进而提高石墨烯量子点玻璃对紫外光的吸收能力和玻璃的力学性能稳定性。
21、通过本专利技术，还能够根据添加经过不同改性剂改性后的石墨烯量子点，调整玻璃对不同波长光的吸收能力，具有可调节范围广的特点。
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1.一种石墨烯量子点玻璃，其特征在于，所述石墨烯量子点玻璃包含改性石墨烯量子点，所述改性石墨烯量子点包含石墨烯量子点和改性剂；
2.根据权利要求1所述的石墨烯量子点玻璃，其特征在于，所述改性剂中含有第ⅤA族元素和第ⅥA族元素，优选地，
3.根据权利要求1或2所述的石墨烯量子点玻璃，其特征在于，
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的石墨烯量子点玻璃，其特征在于，
5.权利要求1-4中任意一项所述的石墨烯量子点玻璃的制备方法，其特征在于，该方法包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述改性石墨烯量子点悬浮液的制备方法包括：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中，
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯量子点玻璃，其特征在于，所述石墨烯量子点玻璃包含改性石墨烯量子点，所述改性石墨烯量子点包含石墨烯量子点和改性剂；
2.根据权利要求1所述的石墨烯量子点玻璃，其特征在于，所述改性剂中含有第ⅴa族元素和第ⅵa族元素，优选地，
3.根据权利要求1或2所述的石墨烯量子点玻璃，其特征在于，
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的石墨烯量子点玻璃，其特征在于，
5.权利要求1-4中任意一项所述的石墨烯量...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖倩，姜宇，刘宇，康守国，孙金梅，翟虎，宋亚滨，
申请(专利权)人：成都中浦石墨烯应用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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