本发明专利技术公开了一种无毒荧光材料的制备方法。它是以含有磷酸根离子的化合物为催化剂，可溶性糖类碳水化合物的水溶液在１００℃以上保温反应部分生成１－１００纳米的碳单质，它与残留有机物形成有机物包覆碳单质的核－壳结构。这种“核－壳”结构具有荧光效果。相对于传统荧光材料制备方法，本工艺以完全无毒，价格低廉的糖类碳水化合物为原料，以可以回收使用的磷酸盐为催化剂，合成条件宽松，合成工艺简单，合成成本低。且产物在紫外线照射下可持续发出荧光，衰变周期长。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种荧光材料的制备方法，属于绿色环保无毒日用化学领域。
技术介绍
目前商业化的荧光剂多种多样，究其成分而言，主要分为无机和有机两种。常用商 业化荧光剂的无机成分含有重金属、稀有元素以及其他对人体有明显危害的成分，例如镉 参杂的硫化锌。这些化合物不易分解，因而接触后容易在人体内蓄积并且持续毒害人体。而 常用商业化荧光剂的有机成分含有苯环，因而会毒害内脏器官甚至使人体细胞出现变异或 者癌变倾向。为了克服以上荧光剂对生物体的毒害作用，剑桥大学、克莱蒙森大学、天津大学等 科研机构报道了通过激光或者离子轰击石墨来得到纳米级石墨或者量子点，然后利用化学合 成，用有机物和酸来处理修饰其表面，得到纳米石墨核_有机物壳的机构，从而获得荧光性， 然而其工艺复杂，成本也相对较高。例如Sim等人用激光蒸发碳，然后再水中凝结成纳米碳 颗粒来得到纳米碳单质，进而通过有机修饰后，才得到碳纳米点荧光剂(见Y. Sim et al., Quantum-Sized Carbon Dots fo Bright and Colorful Photoluminescence, J. AM. CHEM. S0C. 2006，128,7756-7757) ；Zhou等以碳纳米管为原料，采用电化学方法也获得了荧光颗粒， 但是其电解液含有重金属，大大的增加其毒性(J. Zhou, C. Booker, R. Li，et al.，J. AM. CHEM. S0C. 2007，129，744-745) ；Liu等人用酸煮蜡烛黑灰得到了纳米碳颗粒，但是其光产率过低 (H. Liu, T. Ye, C. Mao, ANGEff. CHEM. INT. Ed，2007，46，6473-6475)；胡胜亮等人用激光长时间照 射石墨悬浮液，从而获得纳米碳，但是其荧光剂的生产效率过低(胡胜亮等，脉冲激光制备发 光碳纳米颗粒，《高等学校化学学报》，Vol 30，No. 8，1497 1500，2009年8月)。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术提供一种成本较低，工艺简单，而且对人体无毒的荧光 材料制备方法，该方法制备的荧光材料可持续发出荧光，且衰变周期较长。本专利技术的技术方案是，其特征是，以含有磷酸根离 子的化合物(例如可溶性磷酸、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐及其混合物，包括磷酸钾、磷 酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠，磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵 等)为催化剂，可溶性糖类碳水化合物(例如葡萄糖、果糖、可溶性淀粉、乳糖、半乳糖、麦芽 糖、蔗糖)的水溶液在100°c以上保温反应部分生成1-100纳米的碳单质，它与残留有机物 (可溶性糖类碳水化合物)形成有机物包覆碳单质的核-壳结构。这种“核-壳”结构具有 荧光效果。具体制备方法为将可溶性糖类碳水化合物和含有磷酸根离子的化合物按照可溶 性糖类碳水化合物与磷酸根离子的质量比为1 0.0001-1 10的比例溶于水(水与原料 之间的比例没有要求，只要溶解原料即可)中，然后将溶液加热至110°c以上并保温半小时 以上，待可溶性糖类碳水化合物部分生成1-100纳米的碳单质即可(其透射电子显微镜照片如图1所示，碳单质存在形态为石墨，可通过拉曼散射和透射电子显微镜来确定)；然后 冷却至室温，即可得到无毒荧光材料。上述可溶性磷酸盐可以回收利用。本专利技术的进一步技术方案是将可溶性糖类碳水化合物和含有磷酸根离子的化合 物按照可溶性糖类碳水化合物与磷酸根离子的质量比为1 0.1-1 10的比例溶于水中， 然后将溶液密封加热至110-20(TC并保温半小时到10小时，待可溶性糖类碳水化合物部分 生成1-100纳米的碳单质即可；然后冷却至室温，即可得到无毒荧光材料。在本工艺中，纳米石墨为原位合成并与残留有机物形成有机物包覆石墨单质的 核-壳结构(如图1所示)，从而省略表面有机处理等多个步骤，最终简化了制备工艺。本 专利技术荧光材料以完全无毒的糖类碳水化合物为原料，产物经小鼠海马神经元细胞系存活测 试，在培养基内含本荧光材料lmg/ml浓度下1天后细胞存活率达到90%以上。本专利技术的有益效果是相对于传统荧光材料制备方法，本工艺以完全无毒，价格低 廉的糖类碳水化合物为原料，以可以回收使用的磷酸盐为催化剂，合成条件宽松，合成工艺 简单，合成成本低。且产物在紫外线照射下可持续发出荧光(其散发的荧光光谱如图2所 示)，衰变周期长(目前报道的几种碳基新型荧光剂周期一般在数个小时，而本方法合成的 荧光材料在两三个月内尚未发现明显的衰变)。附图说明图1为本专利技术荧光材料的TEM照片，从图1可以看出在荧光材料中纳米石墨与残 留有机物形成有机物包覆石墨单质的核_壳结构；图2为本专利技术荧光材料散发荧光光谱，从图2可以看出该荧光材料在紫外线照射 下可持续发出荧光。具体实施例方式实施例1取葡萄糖50g和磷酸氢二钾25g溶于500ml水中后，倒入水热釜中密封并加热至 170摄氏度，保温5小时后，冷却。经紫外线照射，产物可发绿色荧光。实施例2取麦芽糖50g和磷酸氢二钠5g溶于500ml水中后，倒入水热釜中密封并加热至 150摄氏度，保温7小时后，冷却。经紫外线照射，产物可发蓝色荧光。本实施例制备的荧光 材料的TEM照片如图1所示，该荧光材料散发的荧光光谱如图2所示。实施例3取果糖50g和磷酸氢二钾25g溶于500ml水中后，倒入水热釜中密封并加热至160 摄氏度，保温6小时后，冷却。经紫外线照射，产物可发蓝绿色荧光。实施例4取麦芽糖80g和磷酸氢二钠5g溶于500ml水中后，倒入水热釜中密封并加热至 130摄氏度，保温10小时后，冷却。经紫外线照射，产物可发蓝绿色荧光。实施例5取葡萄糖IOg和磷酸氢二钾25g溶于500ml水中后，倒入水热釜中密封并加热至 140摄氏度，保温8小时后，冷却。经紫外线照射，产物可发蓝绿色荧光。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无毒荧光材料的制备方法，其特征是，以含有磷酸根离子的化合物为催化剂，可溶性糖类碳水化合物的水溶液在１００℃以上保温反应部分生成１－１００纳米的碳单质，它与残留有机物形成有机物包覆碳单质的核－壳结构。
【技术特征摘要】
一种无毒荧光材料的制备方法，其特征是，以含有磷酸根离子的化合物为催化剂，可溶性糖类碳水化合物的水溶液在100℃以上保温反应部分生成1 100纳米的碳单质，它与残留有机物形成有机物包覆碳单质的核 壳结构。2.如权利要求1所述的无毒荧光材料的制备方法，其特征是，将可溶性糖类碳水化 合物和含有磷酸根离子的化合物按照可溶性糖类碳水化合物与磷酸根离子的质量比为 1 0.0001-1 10的比例溶于水中，然后将溶液加热至110°C以上并保温半小时以上，待...
【专利技术属性】
技术研发人员：张淑英，张方青，周度，
申请(专利权)人：张淑英，
类型：发明
国别省市：37[]
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