(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211354254.4 (22)申请日 2022.11.01 (71)申请人 齐鲁工业大学 地址 250353 山东省济南市长清区大 学路 3501号 (72)发明人 王子飞　周恒　贾月涵　徐彬　 李杰　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 王志坤 (51)Int.Cl. C09K 11/65(2006.01) C01B 32/15(2017.01) B82Y 20/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01)H01L 33/50(2010.01) A01G 7/04(2006.01) (54)发明名称 从可见到近红外的高效固态荧光碳点及其 制备方法和应用 (57)摘要 本发明涉及一种固态荧光碳点及其制备方 法和应用。 本发 明目的在于提供一种更加适用于 LED领域的固态荧光材料， 需要在固体条件得到 量子产率较高的荧光信号。 基于该技术目的， 本 发明研究提供了一种固态荧光碳点， 所述磷光固 态荧光碳点在紫外光激发下4个样品发射波长 570， 601， 666和721nm的荧光发射峰， 这些CDs的 量子产率相较于其他的固体碳点显著提高， 最高 达67.6％， 这是无矩阵的固态CDs的最高值。 本发 明的4种固态 荧光碳点材料在室温空气环境下受 紫外光激发能够发射出相应的明亮的黄色， 红 色， 深红色和看不见的近红外区域的荧光。 该固 态荧光碳点材料制备工艺简单， 易于生产， 具有 简便、 快速、 无金属、 寿命长、 经济有效、 低毒等优 点。 权利要求书1页 说明书5页 附图13页 CN 115521782 A 2022.12.27 CN 115521782 A 1.一种固态荧光碳点的制备方法， 其特征在于， 所述制备方法包括如下步骤： 以苝和1， 3‑丙二胺作为碳源前驱体， 浓硫酸作为催化剂， 加入反应溶剂后在高温条件下反应所述固 态荧光碳点。 2.根据权利要求1所述制备方法， 其特征在于， 所述苝浓度为98％及以上； 所述1， 3 ‑丙 二胺的浓度为98％及以上； 所述硫酸 为质量分数95 ‑98％的浓 硫酸溶液。 3.根据权利要求1所述制备方法， 其特征在于， 所述高温条件为150 ‑300℃， 优选为200 ℃； 加热时间为6～15小时。 4.根据权利要求1所述制备方法， 其特征在于， 所述制备方法还包括离心、 干燥所述固 态荧光碳点的步骤。 5.根据权利要求1所述制备方法， 其特征在于， 优选的， 苝、 1， 3 ‑丙二胺、 浓硫酸的用量 比例为0.1 ‑0.2g:5‑15ml:40‑70 μl。 6.根据权利 要求1所述制备方法， 其特征在于， 所述制备方法具体步骤如 下： 将苝， 1， 3 ‑ 丙二胺与浓硫酸置于反应釜内衬中， 加入乙醇超声溶解， 将内衬装入反应釜， 在200℃温度 下反应6～15小时， 得到棕色溶液， 随后， 将棕色溶液在 10000rad/min下离心3次， 每次离心 时间为10mi n， 以去除透明液体； 烘 箱干燥后， 制备荧 光碳点固体。 7.根据权利要求1所述制备 方法， 其特 征在于， 1， 3 ‑丙二胺与乙醇的体积比为1:1。 8.根据权利要求1所述制备方法， 其特征在于， 以干燥箱先对盛有混合反应液和高压反 应釜进行加热， 再以离心机 离心过滤得到固体荧 光碳点； 或， 将反应物溶 液进行超声处 理； 或， 将获得的产物进行加热干燥或真空加热干燥。 9.根据上述权利要求任一项所述制备 方法制备 得到的固态荧 光碳点。 10.根据权利要求9所述固态荧光碳点在LED的应用； 优选的， 所述固态荧光碳点制作的 LED的使用方法包括 其CIE坐标以及对光照植物的影响进行分析。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115521782 A 2从可见到近红外的高 效固态荧光碳点 及其制备方 法和应用 技术领域 [0001]本发明属于荧光材料及LED应用领域， 具体涉及一种固态荧光(FL)发射的碳点、 其 制备方法及应用。 背景技术 [0002]本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解， 而不必 然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有 技术。 [0003]碳点(CDs)作为一种新兴的由不同官能团的碳质结构组成的发光纳米粒子。 到目 前为止， 在合成CDs溶液方面已经取得了巨大的进展， CDs溶液从蓝色到红色发射的光致发 光(PL)量子产率(QYs)最高可达90％。 为了实现CDs的真实照明器件的应用， 制造固态荧光 (FL)发射的CDs是必要的。 然而， 由于过度的共振能量转移或相 邻层之间的范德华相互作用 导致的直接 π ‑π相互作用， CDs在固态中发生 严重的自猝灭现象。 [0004]为了克服这一缺点， 一种常规的方法是将CDs加入适当的宿主基质中， 如有机聚合 物、 淀粉、 无机盐、 二氧化硅干凝胶等。 然而， 这种混合路径始终存在光稳定性差、 分散不均 匀以及QYs低的问题。 最近， 也有报道了红/ 绿/蓝固态氟化碳量子点， 其高QYs高达30 ‑46％， 通过连接相 邻的不同长度的弯曲碳量子带实现。 然而， 由于缺乏合理的发光机制， 同时高效 的长波长发射CDs， 特别是深红和近红外区域 非常稀缺。 此外， 除了高效的蓝/ 绿CDs外， 抗自 猝灭固态CDs的QYs通常小于 30％， 这极大地阻碍 了其在固态照明器件中的实际应用。 发明内容 [0005]针对上述技术问题， 本发明提供从可见到近红外区域的固态荧光碳点材料， 实现 了固态荧光(FL)发射的CDs从可见光(Vis， 570nm)到近红外(NIR， 721nm)区域。 本发明所提 供的固态荧光碳点材料， 与有机金属配合物材料相比， 该碳点具有简 便、 快速、 无金属、 经济 有效、 低毒等优点。 [0006]为实现上述目的， 本发明提供以下技 术方案： [0007]本发明第一方面， 提供一种固态荧光碳点的制 备方法， 所述制 备方法包括如下步 骤： 以苝和1， 3 ‑丙二胺作为碳源 前驱体， 浓硫酸作为催 化剂， 加入反应溶剂后在高温条件 下 反应， 得到所述固态荧光碳点。 如更换反应时间， 则会影响固态荧光碳点共轭结构的产生， 进而影响荧 光强度及量子产率。 [0008]本发明提供的固态荧光碳点， 以苝和1， 3 ‑丙二胺作为碳源前驱体， 硫酸作为催化 剂， 在高温条件下， 碳源前驱体会发生会在 浓硫酸的催化下形成交联网状聚合物， 得到具有 共轭效应的交联网状的固态荧光碳点。 在紫外灯下， 可以发出较强的相应的明亮的黄 色， 红 色， 深红色和近红外区域的荧 光。 [0009]本发明第二方面， 提供上述制 备方法制 备得到的固态荧光碳点， 所述固态荧光碳 点具有N–H键、 C‑H键、 C‑N键、 C＝C键等， 在不同条件下的得到的固态荧光碳点粒径分别为说　明　书 1/5 页 3 CN 115521782 A 3