两亲性碳纳米点及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种两亲性碳纳米点及其制备方法与应用，属于纳米发光材料【技术领域】。解决了现有技术中碳纳米点表面只具备亲水基团或者亲油基团的技术问题。本发明的两亲性碳纳米点表面具有亲水基团和亲油基团，其中，亲水基团为氨基、酰胺基、羧基、巯基或者羟基；亲油基团为烷烃基、烯烃基或者芳香烃基。本发明的碳纳米点在非极性和极性溶剂中都具有良好的稳定性和溶解性，溶解在不同的溶剂中，可以表现出不同的形态和荧光特性，能够广泛应用于化学、生物和材料科学领域，且该碳纳米点制备方法简单、价格低廉；将碳纳米点溶于非极性溶剂中，可以用作荧光墨水，书写的文字或图案，在喷雾后，紫外光照射下可以显现。
【专利说明】两亲性碳纳米点及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及纳米发光材料【技术领域】，具体涉及一种两亲性碳纳米点及其制备方法 与应用。
【背景技术】
[0002] 碳纳米点（Carbon dots，⑶s)是一种可发光的碳纳米材料，与半导体量子点和有 机染料相比，具有分子量低、粒径小、荧光稳定性高、无光闪烁、激发光谱宽而连续、发射波 长可调谐、生物相容性好、毒性低等优点，在生物分子标记、活体成像、传感、光电等领域具 有广阔的应用前景。
[0003] 现有技术中，碳纳米点表面或全部为亲水性基团，或全部为亲油性基团，即现有技 术中的碳纳米点为亲水性碳纳米点，或为亲油性碳纳米点，导致其只能溶于单一性溶剂中。 对于碳纳米点，有效溶剂选择的单一性大大限制了碳纳米点的应用范围。因此，开发出两亲 性碳纳米点，拓宽其应用领域的意义重大。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种两亲性碳纳米点及其制备方法 与应用。
[0005] 本发明的两亲性碳纳米点表面具有亲水基团和亲油基团。
[0006] 优选的是，所述亲水基团为氨基、酰胺基、羧基、巯基和羟基中的一种或几种。
[0007] 优选的是，所述亲油基团为烷烃基、烯烃基和芳香烃基中的一种或几种。
[0008] 优选的是，所述烷烃基的碳原子数为1-36,烯烃基的碳原子数优选为1-36,芳香 烃基的碳原子数优选为1-36。
[0009] 优选的是，所述两亲性碳纳米点在强极性有机溶剂中分散为尺寸为l-5nm的纳米 颗粒。
[0010] 优选的是，所述两亲性碳纳米点在水中自组装成纳米尺寸囊泡。
[0011] 优选的是，所述两亲性碳纳米点在中极性有机溶剂中自组装成空心纳米管。
[0012] 优选的是，所述两亲性碳纳米点在非极性有机溶剂中自组装为微纳米尺寸的实心 球聚集体。
[0013] 本发明还提供上述两亲性碳纳米点的制备方法：将水溶性碳纳米点表面部分亲水 基团功能化成亲油基团。
[0014] 本发明还提供上述两亲性碳纳米点作为荧光墨水的应用，包括以下步骤：
[0015] (1)将两亲性碳纳米点溶于非极性溶剂中，得到墨水；
[0016] (2)用墨水书写字迹或图案；
[0017] (3)用喷雾装置喷洒书写的字迹或图案，在紫外灯下，字迹或图案显现荧光。
[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0019] 1、本发明制备的碳纳米点在非极性和极性溶剂中都具有良好的稳定性和溶解性， 溶解在不同的溶剂中，可以表现出不同的形态和荧光特性，能够广泛应用于化学、生物和材 料科学领域；
[0020] 2、本发明制备的碳纳米点制备方法简单、价格低廉；
[0021] 3、本发明的碳纳米点溶于非极性溶剂中，可以用作荧光墨水，书写的文字或图案， 在喷雾后，紫外光照射下可以显现。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1中，（a)为日光照射下实施例2的两亲性碳纳米点溶解在甲苯中的照片，（b) 为日光照射下实施例2的两亲性碳纳米点溶解在水中的照片，（c)为紫外光照射下实施例2 的两亲性碳纳米点溶解在甲苯中的照片，（d)为紫外光照射下实施例2的两亲性碳纳米点 溶解在水中的照片；
[0023]图2为本发明实施例2的两亲性碳纳米点溶解在乙醇（a)，水（b)，四氢呋喃（c)， 和甲苯（d)中的原子力显微镜照片；
[0024] 图3为本发明实施例2的两亲性碳纳米点在不同溶剂中的吸收光谱特性；
[0025] 图4为本发明实施例2的两亲性碳纳米点在不同溶剂中的荧光光谱特性；
[0026] 图5为本发明实施例2的两亲性碳纳米点溶解在水中，不同激发波长下的荧光光 谱特性；
[0027] 图6为本发明实施例2的两亲性碳纳米点在不同溶剂中的荧光寿命特性；
[0028] 图7为本发明实施例2的水溶性碳纳米点和两亲性碳纳米点的核磁共振氢谱图；
【权利要求】
1. 两亲性碳纳米点，其特征在于，碳纳米点表面具有亲水基团和亲油基团。
2. 根据权利要求1所述的两亲性碳纳米点，其特征在于，所述亲水基团为氨基、酰胺 基、竣基、疏基和轻基中的一种或几种。
3. 根据权利要求1所述的两亲性碳纳米点，其特征在于，所述亲油基团为烷烃基、烯烃 基和芳香烃基中的一种或几种。
4. 根据权利要求3所述的两亲性碳纳米点，其特征在于，所述烷烃基的碳原子数为 1-36,烯烃基的碳原子数为1-36,芳香烃基的碳原子数为1-36。
5. 根据权利要求1所述的两亲性碳纳米点，其特征在于，所述两亲性碳纳米点在强极 性有机溶剂中分散为尺寸为l_5nm的纳米颗粒。
6. 根据权利要求1所述的两亲性碳纳米点，其特征在于，所述两亲性碳纳米点在水中 自组装成纳米尺寸囊泡。
7. 根据权利要求1所述的两亲性碳纳米点，其特征在于，所述两亲性碳纳米点在中极 性有机溶剂中自组装成空心纳米管。
8. 根据权利要求1所述的两亲性碳纳米点，其特征在于，所述两亲性碳纳米点在非极 性溶剂中自组装为微纳米尺寸的实心球聚集体。
9. 权利要求1-8任何一项所述的两亲性碳纳米点的制备方法，其特征在于，将水溶性 碳纳米点表面部分亲水基团功能化成亲油基团。
10. 根据权利要求1-8任何一项所述的两亲性碳纳米点作为荧光墨水的应用，其特征 在于，包括以下步骤： (1) 将两亲性碳纳米点溶于非极性溶剂中，得到墨水； (2) 用墨水书写字迹或图案； (3) 用喷雾装置喷洒书写的字迹或图案，在紫外灯下，字迹或图案显现荧光。
【文档编号】C09D11/50GK104327851SQ201410479599
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年9月18日 优先权日:2014年9月18日
【发明者】曲松楠, 娄庆 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所