【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及荧光聚合物复合材料及其制备领域，具体是一种超韧固态荧光水凝胶复合材料及其制备方法和应用，为生物质碳量子点/聚氨酯水凝胶复合材料，其含水量、力学性能、荧光性能以及几何形状均可调，尤其可以在聚集状态下构建稳定高效固态荧光发光体系。
技术介绍
1、碳量子点(cds)作为一种新型碳纳米(尺寸小于10纳米)荧光材料，自2004被xu等人发现以来一直备受关注。其荧光性能可调且光稳定性好，还具备生物相容性好、生产成本低的优势，因而在传感检测、生物医学等领域得到关注。但是制备的碳量子点多以水溶液的形式存在，在聚集态下出现严重的荧光淬灭，从而限制了cds在固态器件中的应用，开发稳定的固态碳量子点荧光发光体系成为研究热点。
2、将cds和聚合物复合制备具备固态发光性能，并且尤其可用于白光或蓝光发射物质的聚合物荧光材料极具吸引力，在发光二极管，荧光印刷和生物医学中都有广泛的应用前景。但受限于碳量子点和聚合物本身的极性差异，其直接复合会导致碳量子点团聚，失去荧光特性。
3、专利申请公布号为cn103382389a的中国专利技术专利申请公开了一种荧光碳量子点及其发光聚合物基复合材料与制备方法，其通过可聚合的有机硅单体与小分子碳源共同作用一步形成碳量子点，反应产物无需提纯只需除去溶剂就可以进一步反应形成碳量子点和有机硅树脂复合材料。其中的有机硅单体可以促进碳量子点的形成，并且能起到稳定碳量子点的作用，同时可作为聚合物基质的单体，因此得到的碳量子点发光性能稳定，与聚合物基质相容性良好且保持原有的发光特性。但该技术方案合成
4、专利申请公布号为cn113045978a的中国专利技术申请公开了一种碳量子点-水溶性聚氨酯溶液的制备方法，包含以下步骤：步骤一：制备水溶性碳量子点；步骤二：将制备好的水溶性碳量子点与水溶性聚氨酯充分混合获得碳量子点聚合物溶液；制备好的碳量子点聚合物溶液应用于发光二极管(led)和太阳能聚光器(lsc)。该方法简单易行，具有绿色、低成本、可大规模生产等明显优势。但制备的碳量子点-水溶性聚氨酯溶液是溶液状态，仅作为一种涂层材料使用。
5、专利申请公布号为cn115261014a的中国专利技术申请公开了一种碳量子点/水性聚氨酯复合荧光粉及其制备方法，其利用碳量子点溶液的酸性使阴离子型的水性聚氨酯中正负电荷失衡，破乳凝聚，基于凝聚复合法使碳量子点溶液与水性聚氨酯乳液凝聚复合，制备出碳量子点/水性聚氨酯复合荧光粉。该方法操作路线简单，成本低廉，制备的碳量子点/水性聚氨酯复合荧光粉，光稳定性强，且能均匀分散在水性聚氨酯中，不会发生团聚猝灭等现象。该技术方案制备的碳量子点/水性聚氨酯复合荧光粉虽然是荧光粉末，但如要制备为固体块状，需要与其他材料复合。
6、有关使用两亲性聚氨酯用于水凝胶制备并以此为基体制备荧光复合材料未见诸报道。利用溶液涂层或者固相混合的办法难以调节荧光量子产率，这是因为一旦碳量子点引入聚氨酯中，荧光量子产率就不易调节。
7、壳聚糖/碳量子点(参考文献为：konwar，et al.，carbohydrate polymers，2015.)和琼脂糖/碳量子点水凝胶体系(参考文献为：gogoi，et al.，acs applied materials&interfaces，2015.)都被成功制备。但这类水凝胶在干燥后的力学性能较差，限制了其在固态发光器件中的应用。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述现有技术存在的不足，提供一种可大规模制备，且性能可调的超韧固态荧光水凝胶复合材料，其兼具优异的力学性能和荧光量子产率，可用于传感、固态器件等领域。
2、本专利技术的另一目的是提供所述超韧固态荧光水凝胶复合材料的制备方法，以两亲性聚氨酯水凝胶为基体，复合碳量子点的方法，具有生产简单，成本低廉，复合技术简单易操作等优点。本专利技术的第三目的是提供所述超韧固态荧光水凝胶复合材料的应用。
3、为了实现本专利技术上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种超韧固态荧光水凝胶复合材料，由以下质量分数组分制成：两亲性聚氨酯：80-99，碳量子点：1-20。
4、本专利技术所述超韧固态荧光水凝胶复合材料为兼具优异力学性能和量子产率的固态水凝胶、薄膜或者纤维荧光材料。其中，两亲性聚氨酯为荧光材料提供了基体，其水凝胶形态确保了水溶性碳量子点在复合材料中的优异分散；基于废弃生物质的碳量子点为材料提供了荧光性能可调的点。通过含水量的调控可以进一步调控材料的几何形状、力学性能和荧光性能。
5、所述碳量子点为废弃生物质在180-300℃的温度条件下在空气氛围下利用水热法制备。所述碳量子点为颗粒状，其中，所述废弃生物质包括但不限于芒草、秸秆类、木屑或废弃椰壳等。
6、所述两亲性聚氨酯为一类共聚嵌段聚合物，由亲水性和疏水性链段组成，包括但不限于两亲性聚氨酯或天然卡拉胶等。优选为美国advansource biomaterials公司的商标名为hydromedd6(hydromed tmd6)的pur-醚。
7、所述超韧固态荧光水凝胶复合材料的制备方法，其包括的步骤如下：
8、(1)以废弃生物质为原料制备具有荧光性能可调的碳量子点水溶液；
9、(2)以碳量子点水溶液和两亲性聚氨酯为原料，溶解于乙醇水溶液后，蒸发去除乙醇得到超韧固态荧光水凝胶复合材料；
10、(3)通过进一步热蒸发或自然挥发去除超韧固态荧光水凝胶复合材料中水分，可制备不同水含量的超韧固态荧光水凝胶复合材料。
11、优选的，所述(1)步骤碳量子点水溶液是以温度范围设置为180-220℃的水热法制备。
12、优选的，所述(2)步骤中，溶解于乙醇水溶液后在室温下搅拌24小时以上或超声分散5～10min，最终将透明乳状溶液倒入模具中，缓慢蒸发掉溶液中的乙醇，
13、优选的，所述乙醇水溶液的乙醇与水的体积比为1：9至4：6。
14、优选的，所述超韧固态荧光水凝胶复合材料的含水量在0-85％可调。
15、本专利技术超韧固态荧光水凝胶复合材料具有优异的力学性能和荧光性能，可用于包括但不限于3d打印、重金属检测或者显示器件领域。
16、本专利技术所述超韧固态荧光水凝胶复合材料的断裂伸长率在1000％以上，拉伸强度在25mpa以上。
17、所述超韧固态荧光水凝胶复合材料在100％应变以下的拉伸回复率在100％。
18、所述超韧固态荧光水凝胶复合材料的荧光量子产率在3.18％以上。
19、所述超韧固态荧光水凝胶复合材料的在uv下具备荧光效应且荧光颜色可控，包括但不限于蓝色、红色等。
20、本专利技术以两亲性聚氨酯水凝胶为基体，引入具备优异荧光性能的碳量子点，赋予复合材料优异的荧光性能；通过含水量的调控制备具备优异力学性能的所述超韧固态荧光水凝胶复合材料。所述超韧固态荧光水凝胶复合材料很好的解决了上述
技术介绍
的问题，由于水凝本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超韧固态荧光水凝胶复合材料，其特征在于，由以下质量分数组分制成：两亲性聚氨酯：80-99，碳量子点：1-20。
2.根据权利要求1所述的一种超韧固态荧光水凝胶复合材料，其特征在于，所述碳量子点为废弃生物质在180-300℃的温度条件下在空气氛围下利用水热法制备。
3.根据权利要求1所述的一种超韧固态荧光水凝胶复合材料，其特征在于，所述废弃生物质包括但不限于芒草、秸秆类、木屑或废弃椰壳。
4.根据权利要求2所述的一种超韧固态荧光水凝胶复合材料，其特征在于，所述两亲性聚氨酯为为美国AdvanSource Biomaterials公司的商标名为HydroMedD6的PUR-醚。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种超韧固态荧光水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，其包括的步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种超韧固态荧光水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述(1)碳量子点水溶液是以温度范围设置为180-220℃的水热法制备。
7.根据权利要求5所述的一种超韧固态荧光水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于
8.根据权利要求5所述的一种超韧固态荧光水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述超韧固态荧光水凝胶复合材料的断裂伸长率在1000％以上，拉伸强度在25MPa以上。
9.根据权利要求5所述的一种超韧固态荧光水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述超韧固态荧光水凝胶复合材料在100％应变以下的拉伸回复率在100％；荧光量子产率在3.18％以上。
10.根据权利要求1所述的一种超韧固态荧光水凝胶复合材料，其特征在于，用于3D打印、重金属检测或者显示器件领域。
...【技术特征摘要】
1.一种超韧固态荧光水凝胶复合材料，其特征在于，由以下质量分数组分制成：两亲性聚氨酯：80-99，碳量子点：1-20。
2.根据权利要求1所述的一种超韧固态荧光水凝胶复合材料，其特征在于，所述碳量子点为废弃生物质在180-300℃的温度条件下在空气氛围下利用水热法制备。
3.根据权利要求1所述的一种超韧固态荧光水凝胶复合材料，其特征在于，所述废弃生物质包括但不限于芒草、秸秆类、木屑或废弃椰壳。
4.根据权利要求2所述的一种超韧固态荧光水凝胶复合材料，其特征在于，所述两亲性聚氨酯为为美国advansource biomaterials公司的商标名为hydromedd6的pur-醚。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种超韧固态荧光水凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，其包括的步骤如下：
6.根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴枫，李天祥，谢德龙，谢于辉，李林，刘玉新，梅毅，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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