一种合成高亮度荧光碳量子点的方法及应用与流程

1.本公开涉及量子点制备技术领域，具体涉及一种合成荧光碳量子点的方法及应用。


背景技术：

2.碳量子点(碳点)，是继碳纳米管，石墨烯，富勒烯，纳米钻石之后新兴的碳材料。通常碳点由碳核和外部的碳壳组成，碳壳表面一般含有丰富的官能团如
‑
oh，
‑
cooh，
‑
c＝o等，使碳点具有不同的优异属性如明亮的荧光、高的抗漂白性、低毒性等。其中荧光成像在数据记录，安全性和临床诊断方面，相对于过渡金属络合物，或染料等，碳点由于具有良好的生物相容性和低毒性而占有很大优势，是一种未来使用的理想材料。
3.目前碳点的制备方法总的来说分为两种：自上而下法和自下而上法。前者涉及通过化学，电化学或物理方法将较大的碳材料分解为颗粒较小的碳结构，如电弧放电，激光烧刻，电化学氧化，化学剥落等，这些方法比较复杂且难以控制产物结构。后者是通过小的有机分子通过热处理让它们联结碳化为碳点，目前有水热法，溶剂热法，微波法等，但是这种方法往往需要高温高压，合成条件比较苛刻，需要较长的反应时间。
4.利用酚类化合物可以在酸催化下分子间脱水形成共轭结构，进而形成碳点这种思路。近年来，一些利用酚类化合物制备荧光碳点有所报道，大多在高温高压下进行水热法或溶剂热制备。
5.louzhen fan课题组利用间苯三酚在浓硫酸催化下，在乙醇溶剂中，200℃溶剂热反应制备了蓝，绿，黄，红四种荧光颜色的碳点(engineering triangular carbon quantum dots with unprecedented narrow bandwidth emission for multicolored leds[j].nature communications，2018，9(1)：2249
‑
54)。这种利用间苯三酚分子间脱水聚合制备得到的多色荧光碳点带隙窄，在乙醇溶剂中的绝对荧光量子产率达到了54～72％，但是制备条件高温高压，后处理复杂，可操作性不强。
[0006]
jongsung kim课题组设计了一种简单快速的方法合成蓝，绿，黄多色碳点(preparation of shape
‑
specific(trilateral and quadrilateral)carbon quantum dots towards multiple color emission[j].nanoscale，2020，12，11947
‑
11959)。这种方法是利用间苯三酚间脱水反应，浓硫酸催化下，水为溶剂，190℃下加热处理25～90分钟，再水洗和透析碳点，获得多色发光碳点。这种方法较为快速，但是反应温度仍较高，且获得的蓝，绿，黄色荧光碳点在乙醇中的荧光量子产率较低，分别为1.03％，23％，6.95％。
[0007]
中国专利文献cn 112028053 a公开了有利于提高量子产率和荧光强度的荧光碳点制备方法。此方法需要使用高压反应釜在160℃～240℃水热反应2h～10h，合成温度较高，操作时间较长。
[0008]
中国专利文献cn 107840319 a公开了一种含氮碳点及其合成方法和其在细胞标记成像方面的应用。此方法是在100
‑
180℃条件下在水热反应釜设备中合成荧光量子产率值为43.7％～63.2％的蓝色荧光碳点，条件较为苛刻，且碳点荧光发射波长较短，不利于后
续实际应用。


技术实现要素：

[0009]
(一)要解决的技术问题
[0010]
针对上述问题，本公开提供了一种合成荧光碳量子点的方法及应用，用于至少部分解决传统方法反应条件苛刻、量子产率较低等技术问题。
[0011]
(二)技术方案
[0012]
本公开一方面提供了一种合成绿色荧光碳量子点的方法，包括：s11，将间苯二酚、对甲苯磺酸水合物溶解于质子型溶剂中，加热至100～140℃，于常压下反应4～8小时；s12，分离净化反应之后的溶液，得到绿色荧光碳量子点。
[0013]
进一步地，s12中分离净化反应之后的溶液包括：将反应之后的溶液进行柱层析，柱层析使用的展开剂包括甲醇、二氯甲烷的混合物，乙酸乙酯、乙醇的混合物。
[0014]
进一步地，s12中分离净化反应之后的溶液包括：将反应之后的溶液进行透析，透析使用的透析袋截留分子量为500～1000。
[0015]
进一步地，质子型溶剂包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、1，2
‑
丙二醇。
[0016]
进一步地，s11中的反应在敞口条件下进行。
[0017]
本公开另一方面提供了一种合成黄色荧光碳量子点的方法，包括：s21，将间苯二酚、1，3
‑
萘二酚、对甲苯磺酸水合物溶解于质子型溶剂中，加热至100～140℃，于常压下反应4～8小时；s22，分离净化反应之后的溶液，得到黄色荧光碳量子点。
[0018]
进一步地，s22中分离净化反应之后的溶液包括：将反应之后的溶液进行柱层析，柱层析使用的展开剂包括甲醇、二氯甲烷的混合物，乙酸乙酯、乙醇的混合物。
[0019]
进一步地，s22中分离净化反应之后的溶液包括：将反应之后的溶液进行透析，透析使用的透析袋截留分子量为500～1000。
[0020]
进一步地，质子型溶剂包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、1，2
‑
丙二醇。
[0021]
进一步地，s21中的反应在敞口条件下进行。
[0022]
本公开还有一方面提供了一种根据前述合成黄色荧光碳量子点的方法得到的黄色荧光碳量子点用于制备酸响应试剂的用途，酸响应试剂用于检测固体酸。
[0023]
(三)有益效果
[0024]
本公开实施例提供的合成荧光碳量子点的方法及应用，通过间苯二酚分子间脱水聚合形成绿色荧光碳量子点、间苯二酚和1，3
‑
萘二酚分子间脱水聚合形成黄色荧光碳量子点，避免了在制备碳量子点时引入高温高压的反应条件以及反应釜的反应装置，合成过程简便快速，且制备出的绿、黄色荧光碳量子点保持了的较高的荧光量子产率；另外，制备出的黄色荧光碳点可以用于检测固体酸响应，不需要复杂仪器和繁琐步骤，只需要短波长激光灯照射即可观察荧光发射变化。
附图说明
[0025]
图1示意性示出了根据本公开实施例合成绿色荧光碳量子点的方法的流程图；
[0026]
图2示意性示出了根据本公开实施例合成黄色荧光碳量子点的方法的流程图；
[0027]
图3示意性示出了根据本公开实施例绿色、黄色荧光碳点在365nm激光激发下的图
片；
[0028]
图4示意性示出了根据本公开实施例绿色、黄色荧光碳点的透射电镜图；
[0029]
图5示意性示出了根据本公开实施例绿色、黄色荧光碳点的紫外
‑
可见吸收光谱和不同激发波长下的荧光发射光谱；
[0030]
图6示意性示出了根据本公开实施例绿色、黄色荧光碳点分别在乙醇和水中的量子产率测试数据图；
[0031]
图7示意性示出了根据本公开实施例绿色、黄色荧光碳点的红外光谱和拉曼光谱；
[0032]
图8示意性示出了根据本公开实施例绿色、黄色荧光碳点的氢谱和碳谱谱图；
[0033]
图9示意性示出了根据本公开实施例黄色荧光碳点与不同固体酸结合后的固体荧光发射谱和照片。
具体实施方式
[0034]
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0035]
传统制备荧光碳点的方法都具有以下缺点：(1)在制备碳点时大多采用水热法或溶剂热法，其需要反应釜来提供高温高压的环境，以及较长反应时间，实验操作性和设备需求性较大，限制其快速规模化的制备。(2)在一些非高温高压反应制备碳点的方法中，由于暴露在空气中，碳点表面部分氧化等原因，使碳点荧光量子产率较低，对实际应用不利。
[0036]
本公开的实施例提供了一种合成绿色荧光碳量子点的方法，请参见图1，包括：s11，将间苯二酚、对甲苯磺酸水合物溶解于质子型溶剂中，加热至100～140℃，于常压下反应4～8小时；s12，分离净化反应之后的溶液，得到绿色荧光碳量子点。
[0037]
具体地，绿色荧光碳点制备包括如下步骤：(1)将一定量的间苯二酚，一水合对甲苯磺酸溶解在一定量的乙二醇中，在110摄氏度加热条件搅拌，搅拌4～5小时。(2)取上述反应后粘稠液体进行柱层析，展开剂为体积比甲醇∶二氯甲烷＝1∶10。或用截留分子量为1000的透析袋透析48小时，旋蒸除去溶剂，即可获得绿色荧光的碳点。
[0038]
本公开探索了一种简便的方法合成绿色和黄色荧光碳点，该方法在110℃下常压反应4～5小时，不需要复杂设备，通过简单的后处理即可获得高荧光量子产率和出色溶解性的绿色、黄色荧光碳点。
[0039]
这里选用间苯二酚是因为间苯二酚相对间苯三酚具有较低的反应势垒，活性更高，更易脱水聚合成碳点结构；采用氧化性较弱的对甲苯磺酸水合物作为酸催化剂，减少碳点表面在空气中的氧化，在低温快速合成得到的碳点仍能保持较高荧光量子产率。整个装置处于敞口状态可以使反应生成的水分子排除，使反应更快速地向生成碳点的方向进行。
[0040]
在上述实施例的基础上，s12中分离净化反应之后的溶液包括：将反应之后的溶液进行柱层析，柱层析使用的展开剂包括甲醇、二氯甲烷的混合物，或乙酸乙酯、乙醇的混合物。
[0041]
后处理的方式可以包括柱层析，柱层析具有精确分离产物，使碳点具有更均匀的粒径分布的优点。
[0042]
在上述实施例的基础上，s12中分离净化反应之后的溶液包括：将反应之后的溶液进行透析，透析使用的透析袋截留分子量为500～1000。
[0043]
后处理的方式还可以包括透析，透析具有方便去除小分子原料以及小分子副产物的优点。
[0044]
在上述实施例的基础上，质子型溶剂包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、1，2
‑
丙二醇。
[0045]
溶剂选用高沸点型的质子型溶剂，反应温度范围约在110～130℃，因此溶剂沸点大于150℃即可，例如乙二醇。质子型溶剂有利于极性溶质分子溶解和碳点的生成。
[0046]
本公开的另一实施例提供了一种合成黄色荧光碳量子点的方法，请参见图2，包括：s21，将间苯二酚、1，3
‑
萘二酚、对甲苯磺酸水合物溶解于质子型溶剂中，加热至100～140℃，于常压下反应4～8小时；s22，分离净化反应之后的溶液，得到黄色荧光碳量子点。
[0047]
具体地，黄色荧光碳点制备包括如下步骤：(1)将一定量的间苯二酚，1，3
‑
萘二酚，一水合对甲苯磺酸溶解在一定量的乙二醇中，在110摄氏度加热条件搅拌，搅拌4～5小时。(2)取上述反应后粘稠液体进行柱层析，展开剂为体积比甲醇∶二氯甲烷＝1∶13。或用截留分子量为1000的透析袋透析48小时，旋蒸除去溶剂，即可获得黄色荧光碳点。
[0048]
这里通过利用间苯二酚和1，3
‑
萘二酚在一水合对甲苯磺酸催化下脱水聚合成黄色荧光碳点，采用氧化性较弱的对甲苯磺酸可以减少碳点在空气中的表面氧化，从而实现较高的荧光量子产率；整个装置处于敞口状态可以使反应生成的水分子排除，使反应更快速地向生成碳点的方向进行。
[0049]
黄色荧光碳量子点的制备方法与绿色荧光碳量子点的制备方法的区别在于，本方法还使用了1，3
‑
萘二酚，1，3
‑
萘二酚与间苯二酚之间也进行脱水反应，合成黄色荧光碳量子点平均尺寸较小，但由于引入了更刚性的萘酚，增大共轭程度，因此发出黄色荧光。
[0050]
在上述实施例的基础上，s22中分离净化反应之后的溶液包括：将反应之后的溶液进行柱层析，柱层析使用的展开剂包括甲醇、二氯甲烷的混合物或乙酸乙酯、乙醇的混合物。
[0051]
将反应之后的溶液进行柱层析，柱层析使用的展开剂包括甲醇、二氯甲烷的混合物或乙酸乙酯、乙醇的混合物。后处理的方式可以包括柱层析，柱层析具有精确分离产物，使碳点具有更均匀的粒径分布的优点。
[0052]
在上述实施例的基础上，s22中分离净化反应之后的溶液包括：将反应之后的溶液进行透析，透析使用的透析袋截留分子量为500～1000。
[0053]
后处理的方式还可以包括透析，透析具有方便去除小分子原料以及小分子副产物的优点。
[0054]
在上述实施例的基础上，质子型溶剂包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、1，2
‑
丙二醇。
[0055]
溶剂选用高沸点型的质子型溶剂，反应温度范围约在110～130℃，因此溶剂沸点大于150℃即可，例如乙二醇，质子型溶剂有利于极性溶质分子溶解和碳点的生成。
[0056]
在上述实施例的基础上，s11和s21中的反应在敞口条件下进行。
[0057]
此处采用敞口反应条件，有利于生成的水汽的排除，有利于反应不断正向进行。
[0058]
本公开利用羟基分子间脱水反应，在敞口反应条件下有效排出反应产生的水分子使反应有效正向进行，避免了在合成荧光碳点时需要引入高温高压条件如反应釜等设备，合成过程简便快速。由于引入氧化性较弱的对甲苯磺酸作为酸催化剂，减少碳点表面在空
气中的氧化，使合成的绿，黄色荧光碳点在水中和在有机溶剂如乙醇中均具有优异的荧光量子产率值，使这种荧光碳点能够应用在荧光成像、检测、传感等多种领域。
[0059]
本公开的还有一实施例提供了一种根据前述合成黄色荧光碳量子点的方法得到的黄色荧光碳量子点用于制备酸响应试剂的用途，酸响应试剂用于检测固体酸。
[0060]
前述一步合成法制备出的黄色荧光碳点由于双光子吸收和发射性质，其表面的大量的酚羟基或者其酮式异构体，与固体酸表面的羟基的氢键特异性的相互作用，减弱了碳点的共轭程度，使荧光发射发生不同程度蓝移，因此可以进一步应用在固体酸响应检测上，只需要短波长激光灯照射即可观察荧光发射变化，避免了传统固体酸分析中需要大型复杂设备的缺陷。
[0061]
下面通过具体实施方式对本公开作进一步说明。本公开提供了一种绿色和黄色荧光碳点的的简单快速的制备方法。利用间苯二酚分子间脱水聚合形成绿色荧光碳点；利用间苯二酚和1，3
‑
萘二酚分子间脱水聚合形成黄色荧光碳点。实施例中通过光谱测试表征了其吸收光谱，不同激发波长下荧光发射光谱和荧光量子产率；通过傅里叶红外变换光谱和核磁测试表征碳点的表面官能团和结构；通过透射电镜表征碳点的微观结构。
[0062]
以下实施例具体的解释了本公开的内容：包括绿色、黄色荧光碳点的制备，绿色、黄色荧光碳点光谱性能的测试，绿色、黄色荧光碳点的结构表征，以及黄色荧光碳点在在固体酸响应检测上的应用。
[0063]
1、制备方法
[0064]
实施例1
[0065]
该实施例用于说明绿色荧光碳点的制备方法
[0066]
(1)取0.5g间苯二酚，0.1g一水合对甲苯磺酸，室温下与3ml乙二醇混合，置于敞口玻璃瓶中在110摄氏度下搅拌溶解，反应4～5小时，得到棕黑色粘稠液体a，相当于s11。
[0067]
(2)将棕黑色粘稠液体a经过柱层析，展开剂为甲醇和二氯甲烷。旋掉溶剂，最后将碳点溶解在乙醇中，即可获得明亮绿色荧光碳点溶液，命名为green
‑
cds，相当于s12。
[0068]
实施例2
[0069]
该实施例用于说明黄色荧光碳点的制备方法
[0070]
(1)取0.2g间苯二酚，0.2g 1，3萘二酚，0.1g一水合对甲苯磺酸，室温下与3ml乙二醇混合，置于敞口玻璃瓶中在110摄氏度下搅拌溶解，反应4
‑
5小时，得到棕黑色粘稠液体b，相当于s21。
[0071]
(2)将棕黑色粘稠液体b经过柱层析，展开剂为甲醇和二氯甲烷。旋掉溶剂，最后将碳点溶解在乙醇中，即可获得明亮黄色荧光碳点溶液，命名为yellow
‑
cds，相当于s22。
[0072]
实施例3
[0073]
该实施例用于说明黄色荧光碳点与硅胶(sio2)固体酸结合的实施方法
[0074]
(1)取1mm的黄色荧光碳点的乙醇溶液100ul，均匀滴在1g的硅胶粉末上，放在50℃烘箱干燥过夜后取出，命名为sio2 yellow
‑
cds。
[0075]
实施例4
[0076]
该实施例用于说明硅胶
‑
浓硫酸(sio2‑
h2so4)固体酸的制备以及黄色荧光碳点与硅胶
‑
浓硫酸(sio2‑
h2so4)固体酸结合的方法
[0077]
(1)取5g硅胶粉末，用20ml丙酮浸没，再缓慢滴入10ul浓硫酸，边滴边搅拌，滴完再
静置搅拌4h。最后用旋转蒸发仪除去大量丙酮，得到流沙状固体，再110℃烘箱烘干，得到灰白色粉末，命名为sio2‑
h2so4‑
10ul。
[0078]
(2)取1mm的黄色荧光碳点的乙醇溶液100ul，均匀滴在1g的上述粉末(sio2‑
h2so4‑
10ul)上，放在50℃烘箱干燥过夜后取出，命名为sio2‑
h2so4‑
10ul yellow
‑
cds。
[0079]
实施例5
[0080]
该实施例用于说明硅胶
‑
浓硫酸(sio2‑
h2so4)固体酸的制备以及黄色荧光碳点与sio2‑
h2so4固体酸结合的方法
[0081]
(1)取5g硅胶粉末，用20ml丙酮浸没，再缓慢滴入50ul浓硫酸，边滴边搅拌，滴完再静置搅拌4h。最后用旋转蒸发仪除去大量丙酮，得到流沙状固体，再110℃烘箱烘干，得到灰白色粉末，命名为sio2‑
h2so4‑
50ul。
[0082]
(2)取1mm的黄色荧光碳点的乙醇溶液100ul，均匀滴在1g的上述粉末(sio2‑
h2so4‑
50ul)上，放在50℃烘箱干燥过夜后取出，命名为sio2‑
h2so4‑
50ul yellow
‑
cds。
[0083]
2、样品表征
[0084]
实施例6
[0085]
实施例6是为了展示绿色、黄色荧光碳点的视觉效果及微观形貌。
[0086]
图3所示为按照上述合成方法制备的绿，黄色荧光碳点在365nm激光下的照片，图3a为365nm激光激发下的绿色荧光碳点溶液，图3b为365nm激光激发下的黄色荧光碳点溶液。
[0087]
所得绿色，黄色荧光碳点用透射电镜(tem)进行表征。将绿色，黄色荧光碳点溶解在甲醇中，在tem观察下得图4。由图4a和图4b可看出，绿色荧光碳点为准球形的尺寸大约在3.7nm的微观形貌，插图为粒径统计图。由图4c和图4d可看出，黄色荧光碳点为准球形的尺寸大约在2.3nm的微观形貌，插图为粒径统计图。
[0088]
实施例7
[0089]
该实施例用于表征绿色、黄色荧光碳点的光谱性能。用于表征光谱性能的绿色、黄色荧光碳点为实施例1、实施例2中所合成的。如图5a所示，绿色荧光碳点溶解在乙醇中进行紫外
‑
可见吸收光谱测试，在210nm和276nm附近的两个典型吸收峰为芳香族c＝c的π
‑
π*轨道跃迁，在可见光区其最大吸收波长在500nm，对应于绿色荧光碳点表面与含氧化官能团有关的n
‑
π*轨道跃迁。如图5b所示，绿色荧光碳点溶解在乙醇中在不同激发波长下进行荧光光谱测试，表明绿色荧光碳点的发射波长不随激发波长改变而改变的特性，且其最佳激发波长为500nm，最大发射波长为516nm。如图5c所示，为黄色荧光碳点溶解在乙醇中的紫外
‑
可见吸收光谱图，在228nm和284nm附近的两个典型吸收峰为芳香族c＝c的π
‑
π*轨道跃迁，其在可见光区最大吸收波长为486nm和516nm，对应于黄色荧光碳点表面与含氧化官能团有关的n
‑
π*轨道跃迁。如图5d所示，黄色荧光碳点溶解在乙醇中在不同激发波长下进行荧光光谱测试，表明黄色荧光碳点的发射波长不随激发波长改变而改变的特性，且其最佳激发波长为516nm，最大发射波长为534nm，肩峰为570nm。
[0090]
实施例8
[0091]
该实例用于说明碳点量子产率的测量。在测量中，绿色荧光碳点采用荧光素作为参照标准(其量子产率在0.1m naoh溶液中为95％)，黄色碳点采用罗丹明b作为参照标准(其量子产率在乙醇中为56％)。首先，分别检测荧光碳点溶液和参照标准溶液在激发波长
下的吸光度。然后，分别检测二者的荧光发射峰，并积分得到荧光峰面积。再按照以下公式计算荧光量子产率：
[0092][0093]
φ
x
(样品)和φ
st
(参比物质)分别是待测物质和参比物质的量子产率，grad
x
(样品)和grad
st
(参比物质)是二者荧光发射峰面积与激发波长下吸光度的比值，η
x
(样品)和η
st
(参比物质)是二者的溶剂的折射率。最后计算得出，制备得到的绿，黄色荧光碳点分别在乙醇和水中的量子产率如表1，测试数据图见图6。
[0094] 绿色荧光碳点黄色荧光碳点乙醇75％64％水47％41％
[0095]
表1
[0096]
实施例9
[0097]
实施例9给出了绿色、黄色荧光碳点的红外和拉曼光谱，用于说明绿色、黄色荧光碳点的表面官能团和共轭结构。由图7a可以看出，绿色、黄色荧光碳点在3300cm
‑1为o
‑
h的伸缩振动，1590cm
‑1为c＝c的伸缩振动，1100cm
‑1为c
‑
o的伸缩振动。表明绿色、黄色荧光碳点均是表面接有羟基的共轭芳环结构。图7b是绿色、黄色荧光碳点的拉曼光谱，拉曼位移在1598cm
‑1处的信号代表sp2杂化碳骨架的g带；拉曼位移在1358cm
‑1处的信号表明表面氧化导致的缺陷或无序的碳骨架的d带。g带的峰强要稍强于d带的峰强，表明生成的绿色，黄色荧光碳点具有稳定的石墨骨架结构。
[0098]
实施例10
[0099]
实施例10给出了绿、黄色荧光碳点的氢谱和碳谱数据。将绿、黄色荧光碳点均溶解在600ul氘代氯仿和40ul氘代甲醇混合溶剂中。和由图8a所示，绿、黄色荧光碳点的氢谱数据化学位移在6.5ppm
‑
8.0ppm为碳点苯环骨架结构上的氢的化学位移。氢谱化学位移在3.5
‑
4.5ppm为一些与含氧官能团(例如羟基)相邻的脂肪族质子。由图8b所示为绿、黄色荧光碳点的碳谱谱图，化学位移在150
‑
170ppm的信号为sp2杂化碳原子与碳点表面羟基结合的碳。化学位移在100
‑
140ppm观察到的信号表示的是芳香碳或与羰基结合的芳香碳。
[0100]
实施例11
[0101]
实施例11给出了黄色荧光碳点在固体酸响应检测上的应用。如图9上图所示，三条曲线分别为实施例3、4、5所给出的。可以看出，黄色荧光碳点溶液与白色的硅胶粉末(sio2)(如图9a)结合并溶剂干燥后的固体粉末在365nm激光激发下显示为绿色荧光(如图9b)，测试固体荧光发射，其发射波长蓝移到了521nm，肩峰554nm。当黄色荧光碳点溶液与酸性更强的sio2‑
h2so4固体酸结合后，其干燥后的固体荧光发射进一步蓝移到了491nm，显示为蓝绿色荧光(如图9c)，且随着固体酸酸性的增强再稍微蓝移。
[0102]
本公开使用一步合成法制备出一种高荧光量子产率，溶解性优异的绿色和黄色荧光碳点(简称为green
‑
cds和yellow
‑
cds)。这种制备方法不需要高温高压，反应相对较快，后处理简单。制备出的green
‑
cds在乙醇中和水中的荧光量子产率分别为75％和47％，制备出的yellow
‑
cds在乙醇中和水中的荧光量子产率值分别为64％和41％。此外这种yellow
‑
cds可以应用在固体酸响应检测中。
[0103]
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

技术特征：
1.一种合成绿色荧光碳量子点的方法，其特征在于，包括：s11，将间苯二酚、对甲苯磺酸水合物溶解于质子型溶剂中，加热至100～140℃，于常压下反应4～8小时；s12，分离净化所述反应之后的溶液，得到绿色荧光碳量子点。2.根据权利要求1所述的合成绿色荧光碳量子点的方法，其特征在于，所述s12中分离净化所述反应之后的溶液包括：将反应之后的溶液进行柱层析，所述柱层析使用的展开剂包括甲醇、二氯甲烷的混合物，乙酸乙酯、乙醇的混合物。3.根据权利要求1所述的合成绿色荧光碳量子点的方法，其特征在于，所述s12中分离净化所述反应之后的溶液包括：将反应之后的溶液进行透析，所述透析使用的透析袋截留分子量为500～1000。4.根据权利要求1所述的合成绿色荧光碳量子点的方法，其特征在于，所述质子型溶剂包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、1，2
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丙二醇。5.根据权利要求1所述的合成绿色荧光碳量子点的方法，其特征在于，所述s11中的反应在敞口条件下进行。6.一种合成黄色荧光碳量子点的方法，其特征在于，包括：s21，将间苯二酚、1，3
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萘二酚、对甲苯磺酸水合物溶解于质子型溶剂中，加热至100～140℃，于常压下反应4～8小时；s22，分离净化所述反应之后的溶液，得到黄色荧光碳量子点。7.根据权利要求6所述的合成黄色荧光碳量子点的方法，其特征在于，所述s22中分离净化所述反应之后的溶液包括：将反应之后的溶液进行柱层析，所述柱层析使用的展开剂包括甲醇、二氯甲烷的混合物，乙酸乙酯、乙醇的混合物。8.根据权利要求6所述的合成黄色荧光碳量子点的方法，其特征在于，所述s22中分离净化所述反应之后的溶液包括：将反应之后的溶液进行透析，所述透析使用的透析袋截留分子量为500～1000。9.根据权利要求6所述的合成黄色荧光碳量子点的方法，其特征在于，所述质子型溶剂包括乙二醇、二甘醇、三甘醇、甘油、1，2
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丙二醇。10.根据权利要求6所述的合成黄色荧光碳量子点的方法，其特征在于，所述s21中的反应在敞口条件下进行。11.一种根据权利要求6～10任一所述的合成黄色荧光碳量子点的方法得到的黄色荧光碳量子点用于制备酸响应试剂的用途，所述酸响应试剂用于检测固体酸。
技术总结
本公开提供一种合成荧光碳量子点的方法及应用，包括：S11，将间苯二酚、对甲苯磺酸水合物溶解于质子型溶剂中，加热至100～140℃，于常压下反应4～8小时；S12，分离净化反应之后的溶液，得到绿色荧光碳量子点。本公开利用间苯二酚分子间脱水聚合形成绿色荧光碳量子点、利用间苯二酚和1，3


技术研发人员：马明明 谢小雨
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：2021.03.25
技术公布日：2021/6/29