【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发光器件，尤其涉及一种高荧光可调制碳量子点及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着材料科学和工程技术的不断进步，对环保型光转化材料的需求非常迫切。碳量子点作为一类新型的碳基光致发光碳材料，具有优异的光致发光性能、良好的生物相容性、低细胞毒性、易于合成以及表面有多个官能团的特征，所以碳量子点在荧光生物成像、治疗学、检测、发光二极管(led)、光催化、防伪、传感、生物成像和抗菌等领域得到了迅速发展和应用。
2、在led与照明领域，碳量子点可以作为荧光转换层，用于制备高流明效率和良好色坐标的led。白光作为最常见的光，在光电子领域尤其是led中有着重要的应用需求。然而，许多报道的碳量子点主要表现出蓝色或绿色荧光。目前，为了得到发白光的碳量子点，常用方法是根据适当的质量比混合多色光盘，但该方法制备的白色荧光色稳定性较差，蓝-绿-红混合还可能遭受强烈的色块感，即灯光场景中的色彩分布不均匀，影响灯光效果的视觉舒适性和均匀性。因此，根据需要制备不同颜色的碳量子点非常必要，也就是说，这要求碳量子点的荧光颜色拥有可调制的特性。
3、在复合材料领域，将碳量子点加入基体材料中，可以提升材料的综合性能，包括力学性能，包括强度、硬度和耐磨性和导电性能。但是，将碳量子点添加到其他材料时，碳量子点与大多数材料的相容性比较差，在溶剂中的分散性不好，这都可能会影响材料的综合性能，所以制备得到与基体材料相容性优良，易于分散的改性碳量子点非常必要。
4、在光催化与能源领域，碳量子点可以提高光能转换效率，改善电池性能。
5、因此，面对现有碳量子点的不足和现有材料的需求，需要开发一种荧光量子产率高、荧光寿命长、颜色可调制、与其他材料兼容性好、在溶剂中分散性好的高荧光性能碳量子点。这种高荧光性能可调制碳量子点有利于扩大其应用范围。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高荧光可调制碳量子点及其制备方法和应用，用于解决现有制备方法荧光量子产率低、荧光寿命短、与其他材料相容性差的技术问题。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种高荧光可调制碳量子点，由包含以下质量份数的原料制备得到：
4、
5、所述钝化剂包含聚乙二醇、聚苯乙烯磺酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯和壳聚糖中的一种或几种；
6、所述助剂包含胺类化合物、羧酸类化合物、尿素、硫脲和吡啶中的一种或几种。
7、进一步的，所述胺类化合物包含乙二胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、4-溴-1,2-二氨基苯、乙胺、苯胺、二甲胺和二乙胺中的一种或几种；所述羧酸类化合物包含乙酸、甲酸和苯甲酸中的一种或几种。
8、进一步的，所述碳源包含柠檬酸、纤维素、酒石酸、木质素、叶酸、木材、秸秆、橘子皮、柚子皮、葡萄糖、海藻酸钠、蔗糖、胱氨酸、甲硫氨酸、乳酸和草酸中的一种或几种。
9、进一步的，所述溶剂包含水、甲醇、乙醇、环己烷、丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、n,n-二甲基甲酰胺、甲酰胺、硫酸、n,n-二甲基乙酰胺、乙酸乙酯、二氯甲烷、二甲基亚砜和甘油中的一种或几种。
10、进一步的，所述表面改性剂包含γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲基溴化铵、1h,1h,2h,2h-全氟辛基三乙氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、全氟癸基三乙氧基硅、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、脂肪醇烷基磺酸钠、烷基胺酯、月桂醇磷酸酯和乙氧基化烷基硫酸钠中的一种或几种。
11、本专利技术还提供了一种高荧光可调制碳量子点的制备方法，包括以下步骤：
12、原料中不含表面改性剂的制备方法：
13、1)将碳源、钝化剂、助剂混合于溶剂中进行反应，得到反应初产物；
14、2)对反应初产物顺次进行透析、干燥，得到高荧光碳量子点；
15、原料中含表面改性剂的制备方法：
16、3)将步骤2)得到的高荧光碳量子点、溶剂和表面改性剂混合后进行反应，对反应产物顺次进行洗涤、干燥，得到高荧光可调制碳量子点。
17、进一步的，所述步骤1)中，反应的温度为150～250℃，反应的时间为5～15h。
18、进一步的，所述步骤3)中，反应的温度为50～90℃，反应的时间为1～5h。
19、进一步的，所述步骤2)和步骤3)中，干燥的温度独立的为100～120℃，干燥的时间独立的为5～24h。
20、本专利技术还提供了一种高荧光可调制碳量子点在光转化材料和防伪材料中的应用。
21、本专利技术的有益效果：
22、本专利技术通过调整溶剂、碳源和助剂，可以得到颜色可调稳定的碳量子点。本专利技术制备的改性碳量子点具有荧光量子产率高，润湿性可调，荧光颜色稳定且可控，易于在有机材料中进行分散，使用寿命长等特点。改性后的碳量子点具有荧光淬灭时间长的特点。本专利技术的碳量子点可以作为理想的光转化材料应用到包括光伏、防伪等领域。
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1.一种高荧光可调制碳量子点，其特征在于，由包含以下质量份数的原料制备得到：
2.根据权利要求1所述的高荧光可调制碳量子点，其特征在于，所述胺类化合物包含乙二胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、4-溴-1,2-二氨基苯、乙胺、苯胺、二甲胺和二乙胺中的一种或几种；所述羧酸类化合物包含乙酸、甲酸和苯甲酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的高荧光可调制碳量子点，其特征在于，所述碳源包含柠檬酸、纤维素、酒石酸、木质素、叶酸、木材、秸秆、橘子皮、柚子皮、葡萄糖、海藻酸钠、蔗糖、胱氨酸、甲硫氨酸、乳酸和草酸中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的高荧光可调制碳量子点，其特征在于，所述溶剂包含水、甲醇、乙醇、环己烷、丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺、硫酸、N,N-二甲基乙酰胺、乙酸乙酯、二氯甲烷、二甲基亚砜和甘油中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2或4所述的高荧光可调制碳量子点，其特征在于，所述表面改性剂包含γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三
6.权利要求1～5所述的高荧光可调制碳量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，反应的温度为150～250℃，反应的时间为5～15h。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，反应的温度为50～90℃，反应的时间为1～5h。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)和步骤3)中，干燥的温度独立的为100～120℃，干燥的时间独立的为5～24h。
10.权利要求1～5所述的高荧光可调制碳量子点在光转化材料和防伪材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高荧光可调制碳量子点，其特征在于，由包含以下质量份数的原料制备得到：
2.根据权利要求1所述的高荧光可调制碳量子点，其特征在于，所述胺类化合物包含乙二胺、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、4-溴-1,2-二氨基苯、乙胺、苯胺、二甲胺和二乙胺中的一种或几种；所述羧酸类化合物包含乙酸、甲酸和苯甲酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的高荧光可调制碳量子点，其特征在于，所述碳源包含柠檬酸、纤维素、酒石酸、木质素、叶酸、木材、秸秆、橘子皮、柚子皮、葡萄糖、海藻酸钠、蔗糖、胱氨酸、甲硫氨酸、乳酸和草酸中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的高荧光可调制碳量子点，其特征在于，所述溶剂包含水、甲醇、乙醇、环己烷、丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、n,n-二甲基甲酰胺、甲酰胺、硫酸、n,n-二甲基乙酰胺、乙酸乙酯、二氯甲烷、二甲基亚砜和甘油中的一种或几种。
5.根据权利要求1或2或4所述的高荧光可调制碳量子点，其特征在于，所述表面改性剂包含γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯...
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