一种双发射荧光纳米材料及其应用的制作方法

本发明属于荧光纳米材料技术领域，具体涉及一种双发射荧光纳米材料及其在气体传感等方面的应用。

背景技术：

荧光碳纳米材料具有较好的荧光性能与生物相容性，在光电器件的组装、细胞成像、药物传输、生物传感以及疾病诊断等领域具有良好的应用前景。作为荧光碳纳米材料之一的碳点因其独特的光学性质和环境友好性，从而受到人们的广泛关注。

但碳量子点目前存在荧光量子产率较低、后处理技术比较复杂、产量较少等；其发光机理尚不明确，大多数研究者认为是缺陷导致的发光，但具体是何种缺陷还有待于进一步研究。导致对于单一碳点的制备显得尤为棘手，通过掺杂等手段可以很好将碳点组装到不同基质中，例如淀粉，二氧化硅，二氧化钛等，以实现更多性能与应用的研究。

一方面碳点的荧光均是呈现在水溶液中，粘稠态(聚集态)下的碳点几乎没有荧光，这是由于严重的自猝灭所引起的。对于聚集态下的碳点仍具有荧光性质的机理解释显得尤为重要。并且绝大多数报道为短波长(蓝色，绿色)的荧光，储存碳点的长波长(橙色，红色)荧光显得尤为重要。

目前双发射荧光纳米材料的构建均是通过两种荧光材料在相应基质中进行复合，例如将红光发射碳点与蓝光发射碳点以淀粉为媒介组装成红光与蓝光发射的荧光材料。或是通过一种荧光材料具有两种发射中心进行组装，例如含有稀土离子的材料可以利用其本身具备的数个发射中心构建双发射，由于稀土离子价格昂贵，所以对于构建双发射材料，此种构建方法并不受到研究者们的青睐。对于只有一种发射中心的碳点构建双发射，至今还没有文献报道。

技术实现要素：

本发明提供了一种固态红色硅烷化碳点及其制备方法与应用，所述方法为回流法。本发明通过简易快捷的回流反应，无需后续强酸或表面钝化剂的处理，即可一步快速获得固态碳点，原料简单易得，价格低廉，反应条件温和。解决了现有固态红色碳点因制备工艺和原料的限制而无法规模化生产的问题，制备得到的碳点稳定性好(如图10、11)，不潮解，粒子大小均匀(如图3所示)，荧光效果显著，所述碳点不具备典型的荧光激发依赖性质(如图8所示)，不同于绝大多数文献所报道的具有的激发依赖性质的碳点。

本发明提供一种聚集态碳点的荧光机理解释。所述机理主要涉及能量传递(RET)以及所述碳点巨大的空间网络结构的探讨。

本发明还提供了基于本发明所述单发射碳点构建双发射荧光材料的方法。本发明的双发射构建方法操作工艺简单、快捷、原料廉价易得、环境友好。

本发明还提供了上述构建双发射方法的理论讨论。有效构建双发射荧光材料的机理主要涉及碳点在基质中良好的分散性以及碳点表面固有的官能团。

本发明还公开了通过本发明所述方法复合而成的双发射荧光纳米材料，主要为本发明所述碳点与淀粉(starch)、羧甲基羧甲基纤维素钠(RnOCH₃COONa)、氧化铝(Al₂O₃)的复合材料，以及所述复合材料在LED器件组装及气体传感方面的应用。

一方面，本发明提供了一种新型固态红色碳点的制备方法。本发明的制备方法操作工艺简单、快捷、原料廉价易得、产物稳定性好。

本发明提供的本发明所述碳点的制备方法，所述方法对于碳点的制备过程简单，后处理容易，粒子大小均匀(如图3所示)，稳定性好(如图10、11)，荧光效果显著，所述碳点不具备典型的荧光激发依赖性质(如图8所示)，激发改变，发射峰位不变，其不同于绝大多数文献所报道的具有的激发依赖性质的碳点。

一方面，本发明涉及一种固态红色硅烷化碳点的制备方法，其中，所述方法为回流法，包括以下步骤：将柠檬酸溶解于丙酮中得到混匀的溶液，然后将所述混匀的溶液加至硅烷偶联剂中，加热反应，得到粘稠态的碳点，再将所得粘稠态的碳点放置于烘箱中烘干得到固态碳点。

在一些实施方案，本发明所述的方法，其中，将所得粘稠态的碳点放置于60℃烘箱中24h得到固态碳点。

在一些实施方案，本发明所述的方法，其中，所述加热反应是在150-240℃下进行的。

在一些实施方案，本发明所述的方法，其中，所述加热反应的反应时间为5-60min。

在一些实施方案，本发明所述的方法，其中，所述的柠檬酸、丙酮和硅烷偶联剂的用量比为1g:5mL:10mL。

在一些实施方案，本发明所述的方法，其中，所述硅烷偶联剂包括含有2-3个烷氧硅基的氨基硅烷偶联剂、亚氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂和巯基硅烷偶联剂中的至少一种。

在一些实施方案，本发明所述的方法，其中，所述硅烷偶联剂包括N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷、N-氨乙基-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和3-疏醇基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

在一些实施方案，本发明所述的方法，其中，所述硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷。

另一方面，本发明涉及一种本发明所述的方法制备得到的固态红色硅烷化碳点，其中所述碳点粒径在5-7nm，其透射电镜图基本上如图3所示。

在一些实施方案，本发明所述的碳点具有一定程度的石墨化结构，其高分辨透射电镜图基本上如图4所示。

在一些实施方案，本发明所述的碳点含有Si元素，且C元素含量达到约63.42％，其XPS谱图基本上如图5所示。

在一些实施方案，本发明所述的碳点的XRD谱图基本上如图6所示。

本发明的目的通过下述技术方案实现：硅烷化红色固态碳点，包括最优制备条件和后处理方法。

本发明所述固态红色硅烷化碳点的制备方法，包括以下步骤：

所述碳点的制备方法为回流法，包括以下步骤：

(1)将柠檬酸溶解于丙酮中，超声分散使其完全溶解，得到溶液；

(2)将上述步骤(1)中得到的溶液加入到硅烷偶联剂中，进行回流反应得到流动粘稠态的红色碳点；

(3)将步骤(2)中得到的流动粘稠态碳点置于60摄氏度烘箱中静置24小时，得到固态红色碳点；

所述的柠檬酸、丙酮和硅烷偶联剂的用量比为1g:5mL:10mL。

所述的回流反应优选为在150-240℃下反应5-60min，更优选为在150℃下回流5min。

本发明中所述的硅烷偶联剂包括但不限于含有2-3个烷氧硅基的氨基硅烷偶联剂、亚氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂和巯基硅烷偶联剂中的至少一种，如N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷(AEAPMS)，N-氨乙基-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷(AEATMS)，3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)，甲基三乙氧基硅烷(METS)，3-疏醇基丙基三甲氧基硅烷(MPTES)等。更优选为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基二甲氧基硅烷(AEAPMS)。

(4)步骤(3)得到的碳点稳定性好，在紫外光下可以发出明亮的红光，可与多种物质进行复合，得到性能优异的复合材料。

另一方面，本发明涉及一种双发射荧光纳米材料，其中，所述纳米材料是由固态红色硅烷化碳点与一种或多种基质复合从而形成的复合物，所述碳点具有如下特征：

1)所述碳点粒径在5-7nm，其透射电镜图基本上如图3所示；

2)所述碳点含有Si元素，且C元素含量达到约63.42％，其XPS谱图基本上如图5所示；

3)所述碳点的XRD谱图基本上如图6所示。

在一些实施方案，本发明所述的双发射荧光纳米材料，其中，所述纳米材料是由固态红色硅烷化碳点与一种或多种基质进行充分研磨后复合而成。

在一些实施方案，本发明所述的双发射荧光纳米材料，其中，所述基质包括淀粉、羧甲基纤维素钠、氧化铝或其组合。

在一些实施方案，本发明所述的双发射荧光纳米材料，其中，所述纳米材料是由固态红色硅烷化碳点与淀粉复合而成的复合物CDs/淀粉，其XRD谱图基本上如图15(c)所示。

在一些实施方案，本发明所述的双发射荧光纳米材料，其中，所述纳米材料是由固态红色硅烷化碳点与羧甲基纤维素钠复合而成的复合物CDs/RnOCH₃COONa，其XRD谱图基本上如图15(b)所示。

在一些实施方案，本发明所述的双发射荧光纳米材料，其中，所述纳米材料是由固态红色硅烷化碳点与氧化铝复合而成的复合物CDs/Al₂O₃，其XRD谱图包含2θ角为35.03°±0.2°、43.37°±0.2°、和57.49°±0.2°的衍射峰。

在一些实施方案，本发明所述的双发射荧光纳米材料，其中，所述纳米材料是由固态红色硅烷化碳点与氧化铝复合而成的复合物CDs/Al₂O₃，其XRD谱图包含2θ角为35.03°±0.2°、43.37°±0.2°、57.49°±0.2°、25.57°±0.2°、37.78°±0.2°、52.55°±0.2°、66.50°±0.2°、和68.19°±0.2°的衍射峰。

在一些实施方案，本发明所述的双发射荧光纳米材料，其中，所述纳米材料是由固态红色硅烷化碳点与氧化铝复合而成的复合物CDs/Al₂O₃，其XRD谱图基本上如图15(a)所示。

另一方面，本发明涉及本发明所述的双发射荧光纳米材料在光电器件、光催化、气体传感及农用领域中的应用。

以本发明所述碳点为基础构建双发射荧光材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)碳点与淀粉(starch)的复合：取1mL新制的液态粘稠态碳点与10g淀粉，充分研磨，研磨30min后可以得到碳点与淀粉的复合物(CDs/淀粉)。

(2)碳点与羧甲基纤维素钠(RnOCH₃COONa)的复合：取1mL新制的液态粘稠态碳点与10g羧甲基纤维素钠，充分研磨，研磨30min后可以得到碳点与淀粉羧甲基纤维素钠的复合物(CDs/RnOCH₃COONa)。

(3)碳点与氧化铝(Al₂O₃)的复合：取1mL新制的液态粘稠态碳点与10g氧化铝，充分研磨，研磨30min后可以得到碳点与氧化铝的复合物(CDs/Al₂O₃)。

本发明通过简易快捷的研磨操作，无需复杂的后处理，即可一步快速获得双发射材料，原料简单易得，价格低廉，反应条件温和。在现有报道构建双发射的方法上取得重大突破，打破了构建双发射需要以两种发射材料或者一种材料具有两种发射中心的常规。制备双发射材料稳定性好，不潮解。

本发明使用的术语“基本上如图所示”是指透射电镜图、XPS谱图或XRD谱图中至少50％，或至少60％，或至少70％，或至少80％，或至少90％，或至少95％，或至少99％的特征或峰显示在其图中。

在本发明的上下文中，当使用或者无论是否使用“大约”或“约”等字眼时，表示在给定的值或范围的10％以内，适当地在5％以内，特别是在1％以内。或者，对于本领域普通技术人员而言，术语“大约”或“约”表示在平均值的可接受的标准误差范围内。每当公开一个具有N值的数字时，任何具有N+/-1％，N+/-2％，N+/-3％，N+/-5％，N+/-7％，N+/-8％或N+/-10％值以内的数字会被明确地公开，其中“+/-”是指加或减。

本发明的原理：

本发明利用柠檬酸，丙酮和硅烷偶联剂回流反应，原料简单易得，价格低廉，反应条件温和，制备得到的聚集态碳点呈现红色荧光并且可以稳定存在，这与自身特有的空间网络结构以及能量传递有关。所述碳点与一种或多种基质的复合主要表现为所述碳点在所述基质中良好的分散性能，复合所得双发射荧光纳米材料呈现优良的双发射性质，可以很好地应用于光电装置，光催化，生物成像及农用等领域。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

(1)本发明使用柠檬酸，丙酮和硅烷偶联剂回流反应，无需后续强酸或表面钝化剂处理，即可简单快速获得固态碳点。

(2)本发明原料广泛易得，价格低廉，制备条件温和，低能耗仅需150℃即可反应，且产率高，可以制得8mL液态粘稠态碳点，有望大规模工业化生产。

(3)本发明制得的碳点稳定性好，不潮解，且光稳定好(如图10、11)，粒子大小均匀(如图3所示)，所述碳点不具备典型的荧光激发依赖性质(如图8所示)，激发改变，发射峰位不变，其不同于绝大多数文献所报道的具有的激发依赖性质的碳点，可应用于光电、光催化、气体传感以及农用等领域。

(4)本发明中碳点在聚集状态下仍然可以表现明显的红色荧光。

(5)所述聚集态的碳点与一种或多种基质的复合材料，呈现良好的双发射性质(如图16-20所示)，可应用于光电、光催化、气体传感以及农用等领域(图21所示)。

(6)本发明所述粘稠态碳点具有明显荧光的机理解释，所述机理包括所述碳点与所述碳点之间存在高效率的能量传递，以及与原料硅烷偶联剂特有的巨大的空间网络结构有着密切的联系。所述的高效率的能量传递，根据所述碳点与碳点水溶液荧光寿命，可算得能量传递效率为69.04％。所述空间网络结构，使得碳点处于聚集状态下，其荧光也不至于完全被猝灭，对于粘稠态红色荧光起着关键作用。

附图说明

图1是实施例1在不同反应温度下制得的碳点的发射光谱图(λex＝365nm)。

图2是实施例2在不同反应时间下制得的碳点的发射光谱图(λex＝365nm)。

图3是实施例3在最优反应温度(150℃)与最优反应时间(5min)下制得的碳点的透射电镜图。

图4是实施例3在最优反应温度(150℃)与最优反应时间(5min)下制得的碳点的高分辨透射电镜图。

图5是实施例3制得的碳点的XPS谱图。

图6是实施例3制得的碳点的XRD谱图。

图7是实施例3制得的碳点的红外谱图。

图8是实施例3制得的碳点在不同激发下的发射光谱图。

图9是实施例4制得的碳点的发射光谱图(λex＝365nm)。

图10是碳点在紫外灯下的稳定性研究结果。

图11是碳点在自然光下的稳定性研究。

图12是实施例5制得的碳点的激发光谱图(λem＝640nm)，紫外吸收图以及紫外吸收曲线的高斯拟合图。

图13是实施例5制得的碳点的水溶液的发射光谱图(λex＝365nm)以及其紫外吸收曲线。

图14是实施例5制得的碳点与所述碳点水溶液的荧光寿命曲线图。

图15.固态红色硅烷化碳点分别与淀粉、羧甲基纤维素钠、和氧化铝形成的复合材料的XRD谱图，以及单独所述碳点、淀粉、羧甲基纤维素钠、和氧化铝的XRD谱图。

图16是实施例6中碳点(0.5mL)与不同质量(2-8g)淀粉的复合物的发射光谱图(λex＝365nm)。

图17是实施例7中碳点与淀粉的复合物(0.5mL/10g)的发射光谱图(λex＝365nm)。

图18是实施例8中碳点与羧甲基纤维素钠的复合物(0.5mL/10g)的发射光谱图(λex＝365nm)。

图19是实施例9中碳点与氧化铝的复合物(0.5mL/10g)的发射光谱图(λex＝365nm)。

图20是实施例10中碳点与淀粉的复合物(0.5mL/10g)在不同湿度下的发射光谱图。

图21是实施例11中碳点与羧甲基纤维素钠的复合物(0.5mL/10g)在气体传感方面的应用。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

1g柠檬酸溶于5mL丙酮中，超声使其完全溶解，再将得到的溶液加入到10mL的硅烷偶联剂(AEAPMS，工业级别，购于广州龙凯化工有限责任公司)中，在150-240℃下进行回流反应10min。即可制得在不同反应温度下的碳点，其发射光谱图如图1所示(用天美(中国)科学仪器有限公司的荧光光谱仪F-7000进行测试得到)。

实施例2

1g柠檬酸溶于5mL丙酮中，超声使其完全溶解，再将得到的溶液加入到10mL的硅烷偶联剂(AEAPMS，工业级别，购于广州龙凯化工有限责任公司)中，在150℃下进行回流反应5-60min。即可制得在不同反应时间下的碳点，其发射光谱图如图2所示(用天美(中国)科学仪器有限公司的荧光光谱仪F-7000进行测试得到)。

实施例3

1g柠檬酸溶于5mL丙酮中，超声使其完全溶解，再将得到的溶液加入到10mL的硅烷偶联剂(AEAPMS，工业级别，购于广州龙凯化工有限责任公司)中，在150℃下进行回流反应5min(即最优反应温度与反应时间)，然后冷却至室温即可制得呈现粘稠态的碳点。对制得的碳点进行观察与测试，结果见图3-8。

参见图3，是本实施制备的碳点的透射电镜图，从图中可以明显看出碳点是均分分布的，分散性良好，粒径在5-7nm。

参见图4，是本实施制备的碳点的高分辨透射电镜图，从图中可以明显看出碳点是具有明显的晶格条纹，说明制得的碳点具有一定程度的石墨化结构。

参加图5，是本实施制得的碳点的XPS谱图及其元素含量，从图中可以明显看出材料中含有Si元素的存在。

参见图6，是本实施制得的碳点的XRD谱图及其元素含量，从图中可以明显看出碳点呈现宽峰，峰位在25度，这与碳点的石墨化结构的特征峰对应，对应为石墨的[002]晶面，这可以更进一步解释图4的石墨化的晶格条纹。这也进一步证实了所述材料为石墨化了的碳点。

参见图7，是本实施制得的碳点的红外光谱图，从图中可以看出所述碳点中含有Si-O-Si、Si-O-CH、Si-CH₂键的吸收，表明了制得的产物是硅烷功能化的碳点。

参加图8，是本实施制得的碳点在不同激发波长下的发射光谱图，从图中可以看出，随着激发波长的持续增加500-580，荧光强度持续增加，峰位在640nm，表面所得碳点为明显的红光发射，所述碳点不具备典型的荧光激发依赖性质，不同于绝大多数文献所报道的具有的激发依赖性质的碳点。

实施例4

1g柠檬酸溶于5mL丙酮中，超声使其完全溶解，再将得到的溶液加入到10mL的硅烷偶联剂(AEAPMS，工业级别，购于广州龙凯化工有限责任公司)中，在150℃下进行回流反应5min(即最优反应温度与反应时间)，然后冷却至室温即可制得呈现粘稠态的碳点。对制得的碳点进行观察与测试，结果见图9。

参见图9，是新制碳点在365nm激发下的发射光谱图，从图中可以明显看出所述碳点发射峰的峰位在640nm，表现为明显的红光发射。

实施例5

为了研究粘稠态仍然具有明显荧光，将极少的将实施例4制备得到的粘稠态碳点溶解于二次去离子水中，得到所述碳点水溶液，进一步研究其光谱图。具体参见图12-14。

从图12中可以明显看出所述碳点水溶液在紫外光区具有很强的吸收，蓝光区域有微弱的吸收。为了研究对于发射有贡献的区域，将紫外吸收图进行高斯拟合，结合激发光谱图可以看出峰位位于363nm和248nm的紫外吸收对于发射起到作用。这两个峰位分别是由电子由基态(S_o)跃迁至第一激发态(S₁)与第二激发态(S₂)，这与有机分子的发光原理相似。

从图13中可以明显看出365nm激发下，所述碳点水溶液发射峰位位于430nm，表现为蓝光发射，并与所述碳点水溶液的吸收光谱图有很大部分重叠(如图13中阴影部分所示)。说明制得的碳点与所述碳点的水溶液之间存在能量传递。使得由碳点水溶液到粘稠态碳点发射峰位之间存在显著红移。

从图14中对于所述碳点与碳点水溶液的荧光寿命曲线分析可知，所述碳点的荧光寿命为4.82ns，而所述碳点水溶液的荧光寿命为15.57ns，计算可知能量传递效率高达69.04％(1-4.82/15.57＝69.04％)。

综上所述，由于硅烷偶联剂这种原料特有的巨大的空间网络结构，使得粘稠态的碳点的荧光不会被完全猝灭，加之高效率的能量传递，使得所述碳点可以呈现出明亮的红色荧光。

实施例6

取实施例4制备得到的碳点(0.5mL)与不同质量的淀粉(2-8g)混合，进行研磨30min使其充分混匀，得到碳点与淀粉的复合物(CDs/淀粉)，从图16中可以看出在365nm波长的激发下，这些复合物均具备良好的双发射性能，峰位位于425nm和600nm，所述复合物性能稳定，可以应用于气体传感，温度传感和光电器件的组装等多个领域，双发射对比单发射具备更加优良的传感效果，双发射体系的敏感度与准确度均比单发射体系的要高得多。

实施例7

取实施例4制备得到的碳点(1mL)与10g淀粉混合，进行研磨30min使其充分混匀，得到碳点与淀粉的复合物(CDs/淀粉)，从图17中可以看出在不同激发波长下(320-360nm)，所述复合物具备良好的双发射性能，峰位位于425nm和600nm，所述复合物性能稳定，可以应用于气体传感，温度传感和光电器件的组装等多个领域，双发射对比单发射具备更加优良的传感效果，双发射体系的敏感度与准确度均比单发射体系的要高得多。

实施例8

取实施例4制备得到的碳点(1mL)与10g羧甲基纤维素钠混合，进行研磨30min使其充分混匀，得到碳点与羧甲基纤维素钠的复合物(CDs/RnOCH₃COONa)，从图18中可以看出在不同激发波长下(320-360nm),所述复合物具备良好的双发射性能，峰位位于425nm和600nm，所述复合物性能稳定，可以应用于气体传感，温度传感和光电器件的组装等多个领域，双发射对比单发射具备更加优良的传感效果，双发射体系的敏感度与准确度均比单发射体系的要高得多。

实施例9

取实施例4制备得到的碳点(1mL)与10g氧化铝混合，进行研磨30min使其充分混匀，得到碳点与氧化铝的复合物(CDs/Al₂O₃)，从图19中可以看出在不同激发波长下(320-360nm)，所述复合物具备良好的双发射性能，峰位位于425nm和600nm，所述复合物性能稳定，可以应用于气体传感，温度传感和光电器件的组装等多个领域，双发射对比单发射具备更加优良的传感效果，双发射体系的敏感度与准确度均比单发射体系的要高得多。

实施例10

取实施例4制备得到的碳点(1mL)与10g淀粉混合，进行研磨30min使其充分混匀，得到碳点与淀粉的复合物(CDs/淀粉)，从图20中可以看出新制的复合体系具备良好的双发射性能，峰位位于425nm和600nm。常态下5天之后仍然可以观察到所述复合物具有双峰发射；60℃的干燥状态下静置5天之后，发射峰在很宽的光区均有发射；在潮湿态下静置5天之后，600nm的峰几乎消失，425nm处的峰明显增强。可以看出不同湿度下，碳点在基质中的分散性不同，进行很大程度上影响双峰的发射。

并将实施例4制备得到的碳点与淀粉的复合物(1mL/10g)应用于LED(Chip-395nm)的封装，可以观察封装的LED可以发射明亮的白光，说明所述双发射体系可以应用于WLED领域。

我们由本发明所述固态红色硅烷化碳点与基质复合从而形成的复合物CDs/淀粉，CDs/RnOCH₃COONa以及CDs/Al₂O₃进行更详细的物相分析，从图15(a)、(b)、(c)的XRD表征结果可以明显看出，这些物质均有明显的CDs与相应基质的衍射峰，表明这些物质均为CDs与相应基质的复合物。

实施例11

将实施例8中得到的碳点与羧甲基纤维素钠的复合物(CDs/RnOCH₃COONa，1mL/10g)，应用于氧气传感，从图21中可以看出，传感效果良好，灵敏度高。

上述实施例中的硅烷偶联剂除了AEAPMS外，还可以使用APTES、AEATMS或MPTES等其他硅烷偶联剂代替，其效果一致。

本发明还详细探讨了本发明所述碳点的稳定性：

1碳点在紫外灯下的稳定性研究

取2mL的粘稠态碳点于石英比色皿中，将光谱仪的双狭缝调为5，电压调为500V，激发波长与发射波长分别设为360nm和440nm，使其持续激发，研究紫外光下碳点荧光强度随着时间的变化如图10所示。(用天美(中国)科学仪器有限公司的荧光光谱仪F-7000进行测试得到)。

从图10中可以看出，在紫外光线(UV)持续激发下，荧光强度几乎没有变化，表明本发明所述碳点可以稳定存在于UV下。

2碳点在自然光下的稳定性研究

取2mL的粘稠态碳点于石英比色皿中，将比色皿至于白光下，每隔一天就用光谱仪记录下荧光强度。将光谱仪的双狭缝调为5，电压调为500V，激发波长与发射波长分别设为360nm和440nm，研究碳点荧光强度随着时间的变化如图11所示。(用天美(中国)科学仪器有限公司的荧光光谱仪F-7000进行测试得到)。

从图11可以看出，在自然光激发下，荧光强度几乎不变，表明本发明所述碳点可以稳定存在于自然光下。

本发明亦讨论了由本发明所述固态红色硅烷化碳点与基质复合从而形成的双发射荧光纳米材料良好的双发射性质，如图16-20所示。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。