本發(fā)明涉及熒光與化學(xué)發(fā)光碳量子點(diǎn)，特別是指一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、碳點(diǎn)是一種新型的熒光碳納米顆粒(尺寸小于10納米)，由于具有低毒性、生物相容性、高光穩(wěn)定性、易于表面修飾和上轉(zhuǎn)化熒光等獨(dú)特的特性，已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，包括傳感器、生物成像、催化、發(fā)光器件(led)和光電子器件。紫外光，在殺菌、成像、物質(zhì)鑒定、生物醫(yī)療等方向具有重要的應(yīng)用價值，而常見紫外光源主來源于電致發(fā)光，而其在實(shí)際應(yīng)用中具有極大的限制。化學(xué)發(fā)光，是一種通過化學(xué)反應(yīng)激發(fā)的發(fā)光現(xiàn)象，通過發(fā)光材料在化學(xué)反應(yīng)體系中的能量傳遞實(shí)現(xiàn)的化學(xué)發(fā)光，實(shí)現(xiàn)照明、成像和診療等應(yīng)用，已經(jīng)成為研究的重要方向。然而，目前化學(xué)發(fā)光研究集中于可見光和近紅外發(fā)光，紫外化學(xué)發(fā)光報道極少，紫外光有利于殺菌，而且長效發(fā)光的紫外光可以用作捕蚊裝置，或者驗(yàn)鈔票真?zhèn)蔚鹊?。因此，開發(fā)新型高效紫外化學(xué)發(fā)光材料以實(shí)現(xiàn)高效紫外化學(xué)發(fā)光，具有重要的研究意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)及其制備方法和應(yīng)用，制備的咔唑基碳量子點(diǎn)的熒光壽命長，約為7.78ns，熒光量子效率高，約為28.67％，可進(jìn)行紫外化學(xué)發(fā)光，發(fā)光時長約為90分鐘。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)的制備方法，包括以下步驟：

3、(1)將咔唑和氯化鋅溶解在反應(yīng)溶劑內(nèi)，得到混合溶液，混合溶液進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，得到原始碳點(diǎn)溶液；

4、(2)將原始碳點(diǎn)溶液溶解在甲苯中，過濾、采用二氯甲烷沖洗，然后去除二氯甲烷，得到紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)(簡稱：碳點(diǎn))。

5、步驟(2)中，原始碳點(diǎn)溶液溶解在甲苯后，用二氯甲烷沖洗可以得到能紫外化學(xué)發(fā)光的碳點(diǎn)，用二氯甲烷沖洗后，再用乙醇等沖洗得到的碳點(diǎn)也可以進(jìn)行紫外化學(xué)發(fā)光，但是不能用乙醇等直接沖洗碳點(diǎn)-甲苯溶液，若用乙醇直接沖洗碳點(diǎn)-甲苯溶液，得到的是發(fā)光在610nm附近的紅光碳點(diǎn)。因此，這里必須采用二氯甲烷沖洗碳點(diǎn)-甲苯溶液。

6、進(jìn)一步地，步驟(1)中，咔唑的用量為0.1-0.5g，氯化鋅的用量為0.05-0.25g，反應(yīng)溶劑的用量為10-20毫升。

7、進(jìn)一步地，步驟(1)中，反應(yīng)溶劑為n,n-二甲基甲酰胺或油胺。

8、進(jìn)一步地，步驟(1)中，混合溶液中還可以添加與咔唑等質(zhì)量的對苯二胺。

9、進(jìn)一步地，步驟(1)中，溶劑熱反應(yīng)的條件為：160-230℃下反應(yīng)8-20小時。

10、一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)，采用所述制備方法制備。

11、一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)在制備紫外發(fā)光材料中的應(yīng)用。

12、進(jìn)一步地，制備紫外發(fā)光材料的方法如下：將咔唑基碳量子點(diǎn)溶液和cppo-乙酸乙酯溶液混合，然后再加入過氧化氫-乙醇溶液或者過氧化氫-叔丁醇溶液進(jìn)行反應(yīng)。

13、進(jìn)一步地，咔唑基碳量子點(diǎn)溶液的溶劑為二氯甲烷、乙醇，乙酸乙酯或者n,n-二甲基甲酰胺。

14、一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)在殺菌、照明或成像中的應(yīng)用。

15、本發(fā)明的有益效果：

16、本發(fā)明紫外區(qū)域發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)的制備方法簡單易行，所用原料廉價易得，來源廣泛，制備的紫外碳量子點(diǎn)的熒光壽命長，約為7.78ns，熒光量子效率高，約為28.67％，化學(xué)發(fā)光時間長，約為90分鐘，且為首次觀測到碳點(diǎn)的紫外區(qū)域化學(xué)發(fā)光。

技術(shù)特征：

1.一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，咔唑的用量為0.1-0.5g，氯化鋅的用量為0.05-0.25g，反應(yīng)溶劑的用量為10-20毫升。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，反應(yīng)溶劑為n,n-二甲基甲酰胺或油胺。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，混合溶液中還可以添加與咔唑等質(zhì)量的對苯二胺。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，溶劑熱反應(yīng)的條件為：160-230℃下反應(yīng)8-20小時。

6.一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)，采用權(quán)利要求1-5之一所述的制備方法制備。

7.權(quán)利要求6所述的一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)在制備紫外發(fā)光材料中的應(yīng)用。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，制備紫外發(fā)光材料的方法如下：將咔唑基碳量子點(diǎn)溶液和cppo-乙酸乙酯溶液混合，然后再加入過氧化氫-乙醇溶液或者過氧化氫-叔丁醇溶液進(jìn)行反應(yīng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，咔唑基碳量子點(diǎn)溶液的溶劑為二氯甲烷、乙醇，乙酸乙酯或者n,n-二甲基甲酰胺。

10.權(quán)利要求6所述的一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)在殺菌、照明或成像中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)及其制備方法和應(yīng)用，所述咔唑基碳量子點(diǎn)的制備方法，包括以下步驟：將咔唑和氯化鋅溶解在反應(yīng)溶劑內(nèi)，得到混合溶液，混合溶液進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，得到原始碳點(diǎn)溶液；將原始碳點(diǎn)溶液溶解在甲苯中，過濾、采用二氯甲烷沖洗，然后去除二氯甲烷，得到紫外化學(xué)發(fā)光的咔唑基碳量子點(diǎn)。本發(fā)明制備的咔唑基碳量子點(diǎn)的熒光壽命長，約為7.78ns，熒光量子效率高，約為28.67％，可進(jìn)行紫外化學(xué)發(fā)光，發(fā)光時長約為90分鐘。

技術(shù)研發(fā)人員：沈成龍,單崇新,宋潤偉,婁慶
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鄭州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15