一种植物基量子点复合荧光纤维及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种植物基量子点复合荧光纤维的制备方法，包括以下步骤：(1)采用一步水热法制备表面配体修饰的量子点；(2)将植物纤维加入聚电解质溶液中浸泡，利用植物纤维表面与聚电解质间电荷的相互作用在植物纤维表面包覆聚电解质；(3)将表面包覆聚电解质的植物纤维浸泡在浓度为0.1w％

【技术实现步骤摘要】
一种植物基量子点复合荧光纤维及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于荧光纤维的制备方法领域，特别涉及一种植物基量子点复合荧光纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]荧光纤维作为一类防伪纤维，是指在紫外光或红外光照射下发出一定颜色的光的纤维。传统荧光纤维多采用合成纤维为基材，而植物纤维属于天然纤维，来源广泛，产量丰富，可生物降解，是制备荧光纤维的良好基材。目前植物基荧光纤维多采用有机荧光染料染色，有机荧光染料结构易被破坏，稳定性差，在使用过程中易发生光漂白而影响荧光纤维的耐久性。荧光量子点具有发射波长可调、光稳定性好、抗光漂白、激发波谱宽、发射波谱窄、荧光寿命长、生物相容性好等特点，可作为荧光功能物质制备复合荧光纤维。现有植物基量子点复合荧光纤维多采用一锅煮法制备，由于一锅煮法制备条件往往需要高温和较长的反应时间，植物纤维在高温反应条件下易被降解，因此制备的荧光纤维的强度性能会显著降低，且制备的荧光纤维的荧光强度不可调节，发射波长单一。层层自组装技术是以静电相互作用、氢键相互作用、配位相互作用、共价键相互作用等为驱动力，使组装配体与组装单元进行自组装的技术，多用于薄膜制备。利用层层及组装技术，可以植物纤维表面为成膜基材，将量子点作为组装单元，选择合适的组装配体，在植物纤维表面自组装量子点薄膜。该方法制备的荧光纤维可通过调节组装层数控制荧光强度，还可通过控制量子点种类调控荧光纤维的发射波长，且在制备过程中纤维强度不会降低，在防伪领域有较大应用价值和潜力。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种植物基量子点复合荧光纤维及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0005]本专利技术先制备表面配体修饰的量子点，再以植物纤维为基底，利用纤维与聚电解质间、聚电解质与量子点表面修饰的基团间的相互作用，在植物纤维表面层层自组装量子点薄膜，从而得到荧光纤维。
[0006]一种植物基量子点复合荧光纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)采用一步水热法制备表面配体修饰的量子点，通过乙醇沉淀、离心、洗涤，得到量子点；
[0008](2)配制浓度为0.5w％
‑
2w％的聚电解质溶液，将植物纤维加入聚电解质溶液中浸泡，利用植物纤维表面与聚电解质间电荷的相互作用在植物纤维表面包覆聚电解质；
[0009](3)将表面包覆聚电解质的植物纤维浸泡在浓度为0.1w％
‑
1w％量子点水溶液中，利用量子点表面修饰的基团与聚电解质的相互作用，将量子点包覆在纤维外部，完成一次“聚电解质
‑
量子点”薄膜组装；
[0010](4)以量子点表面基团和聚电解质的共价作用为组装驱动力，重复步骤(3)组装步骤至少一次，进而得到植物基量子点复合荧光纤维。
[0011]优选地，所述表面配体修饰的量子点为硫代乙醇酸修饰的AgInZnS量子点、3
‑
巯基丙酸修饰的AgInZnS量子点或L
‑
半胱氨酸修饰的AgInZnS量子点。
[0012]优选地，所述聚电解质为聚乙烯亚胺和/或聚二烯二甲基氯化铵。
[0013]优选地，所述表面配体修饰的量子点的制备：将阳离子前驱体溶液混合均匀，加入配体水溶液，混合均匀后调节pH值6
‑
10，然后在磁力搅拌作用下缓慢添加阴离子前驱体溶液，将反应混合液加入反应釜中，在温度110
±
20℃条件下反应5
±
2h，通过乙醇沉淀、离心、洗涤，制得表面配体修饰的量子点。
[0014]优选地，所述阳离子前驱体为Ag
+
、Zn
2+
、In
3+
的化合物，Ag
+
/In
3+
摩尔比为0.05
‑
0.20，Zn
2+
/In
3+
摩尔比为0.25
‑
1.00；所述阴离子前驱体为S2‑
的化合物，S2‑
/In
3+
摩尔比为0.5
‑
2；所述配体为硫代乙醇酸、3
‑
巯基丙酸、L
‑
半胱氨酸中的一种，配体与In
3+
摩尔比为10
‑
80。
[0015]优选地，所述一步水热法的反应条件为：pH为6
‑
10，反应温度90
‑
130℃，反应时间为3
‑
7h。
[0016]优选地，步骤(3)所述植物纤维与聚电解质溶液的比例为1:20
‑
1:100g/mL。
[0017]优选地，步骤(3)所述浸泡时间为1
‑
20min。
[0018]优选地，所述植物纤维为针叶木纤维、棉纤维、阔叶木纤维或竹纤维。
[0019]所述方法制得的植物基量子点复合荧光纤维。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0021]本专利技术提供的植物基量子点复合荧光纤维的制备方法操作简单，荧光纤维制备条件温和，不会损伤植物纤维，制备的荧光纤维强度不受到影响。荧光量子点可稳定地结合在植物纤维表面，经过多次洗涤量子点仍能稳定地结合在纤维表面。该方法可以通过控制组装层数控制荧光强度，并可以通过改变组装的量子点种类调节发射波长，实现发光颜色的调控，无需再引入新的掺杂元素，因此采用该方法制备荧光纤维具备荧光可调性。本专利技术方法制备的荧光纤维可获得不同颜色荧光，且荧光纤维强度能够保持原纤维强度，荧光纤维性能稳定，耐洗性好，可应用于防伪领域。
附图说明
[0022]图1为层层自组装法制备的荧光颜色可调控的荧光纤维在日光下与紫外光下的对比照片，(a)和(b)是实施例5所制备的荧光纤维，(c)和(d)是实施例2所制备的荧光纤维，(e)和(f)是实施例1所制备的荧光纤维，(g)和(h)是实施例4所制备的荧光纤维。
[0023]图2为层层自组装法制备的荧光颜色可调控的荧光纤维的光致发光光谱(PL)，554nm、618nm、685nm分别为实施例5、实施例1、实施例4中制备的荧光纤维的发射波长峰值。
[0024]图3为实施例2中层层自组装法制备的荧光强度可调控的荧光纤维的激光共聚焦图像(CLSM)，(a)、(b)、(c)、(d)分别为0、3、6、9次组装循环制备的荧光纤维。
[0025]图4为实施例2中层层自组装法制备的荧光纤维的表面形貌(SEM)和元素组成(EDS)，(a)和(c)分别为棉纤维和荧光纤维的SEM，(b)和(d)分别为棉纤维和荧光纤维的EDS。
[0026]图5为实施例6中层层自组装法与对比例1中一锅煮法制备的荧光纤维的纤维零距抗张指数与纤维长度的对比。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物基量子点复合荧光纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)采用一步水热法制备表面配体修饰的量子点；(2)配制浓度为0.5w％
‑
2w％的聚电解质溶液，将植物纤维加入聚电解质溶液中浸泡，利用植物纤维表面与聚电解质间电荷的相互作用在植物纤维表面包覆聚电解质；(3)将表面包覆聚电解质的植物纤维浸泡在浓度为0.1w％
‑
1w％量子点水溶液中，利用量子点表面修饰的基团与聚电解质的相互作用，将量子点包覆在纤维外部，完成一次“聚电解质
‑
量子点”薄膜组装；(4)重复步骤(3)组装步骤至少一次，进而得到植物基量子点复合荧光纤维。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面配体修饰的量子点为硫代乙醇酸修饰的AgInZnS量子点、3
‑
巯基丙酸修饰的AgInZnS量子点或L
‑
半胱氨酸修饰的AgInZnS量子点；所述聚电解质为聚乙烯亚胺和/或聚二烯二甲基氯化铵。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述表面配体修饰的量子点的制备：将阳离子前驱体溶液混合均匀，加入配体水溶液，混合均匀后调节pH值6
‑
10，然后在磁力搅拌作用下缓慢添加阴离子前驱体溶液，将反应混合液加入反应釜中，在温度110
±
20℃条件下反应5
±
2h，通过乙醇沉淀、离心、洗涤，制得表面配体修饰的量子点。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子前驱体为Ag
+
、Zn
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海龙，师莉升，胡自豪，刘梦茹，胡健，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：