一种白光LED用板蓝根基碳量子点固态荧光粉的制备方法

文档序号:37827830发布日期:2024-04-30 17:37阅读:120来源:国知局

本发明涉及碳纳米发光材料制备,具体涉及一种白光led用板蓝根基碳量子点固态荧光粉的制备方法。


背景技术:

1、碳量子点是一种准球形形貌的零维结构碳纳米颗粒,其制备方法可分为“自上而下”法和“自下而上”法。“自上而下”法制备过程复杂,反应条件苛刻,通常涉及高温、高压。大多采用石墨、石墨烯、碳纳米管和富勒烯等无机碳材料作为碳源,利用激光消融、电化学、电弧放电、化学氧化法等方法制备得到碳量子点。相反,“自下而上”法大多以有机碳源为原料,采用水热、微波、热解等方法处理得到碳量子点,由于生物基材料本身富含氮、磷、硫等元素及各种含氧官能团,可以简单制备得到富含表面官能团的碳量子点,易实现规模化生产。

2、由于碳量子点表现出优异且多变的发光特性,光稳定性强,亮度高,因此大量的研究集中于开发白光led用的碳量子点荧光粉,用于室内照明。然而目前报道的基于碳量子点的led用荧光粉存在两大问题:(1)大多数碳量子点基的白光需要设计较为复杂的掺杂方案,获得三个基色(红、绿、蓝)或互补色(黄、蓝)碳量子点组合,并小心调节各成分之间的比例才能得以实现白光发射;(2)由于液态碳量子点到固态碳量子点,存在浓度猝灭,往往制备出优异发光性能的液态碳量子点,一旦固化成粉末,发光锐减甚至消失猝灭。

3、目前采用多种方法来避免浓度猝灭,但制备工艺复杂。针对上述缺点,直接简单可控地制备出白光led用荧光碳量子点固态粉末成为人们追求的目标。


技术实现思路

1、为解决以上问题,本发明提供了一种白光led用板蓝根基碳量子点固态荧光粉的制备方法,包括如下步骤:

2、步骤1、以十字花科植物为原料制备碳源;

3、步骤2、以上述碳源为原料,应用水热法制备碳量子点。

4、更进一步地,十字花科植物为板蓝根。

5、更进一步地,步骤1包括如下步骤:

6、步骤11、称取、切断、浸泡、清洗、泡发板蓝根;

7、步骤12、蒸馏水煎煮板蓝根;

8、步骤13、过滤上层清液,得到板蓝根固体残渣;

9、步骤14、烘干、粉碎板蓝根固体残渣,得到碳源。

10、更进一步地,步骤2包括如下步骤:

11、步骤21、称取碳源、加入蒸馏水,进行水热反应;

12、步骤22、将水热反应的产物导入离心管中离心;

13、步骤23、取上层清液,再多次过滤,直至滤液澄清;

14、步骤24、将澄清的滤液放入透析袋中透析,透析袋中的液体即为液态碳量子点;

15、步骤25、将液体碳量子点放入冷冻干燥剂冷冻干燥,直至呈固态粉末状,即得碳量子点固态荧光粉。

16、更进一步地,在步骤11中,泡发的时间为1小时;在步骤12中,在蒸馏水中煎煮的时间为2小时。

17、更进一步地,在步骤14中,烘干板蓝根固体残渣的方法为低温烘干,粉碎的方法为在搅拌机中粉碎3次。

18、更进一步地,在步骤21中,水热反应的温度为140℃-200℃,水热反应的时间为4-12小时。

19、更进一步地,在步骤22中,离心机的转速为11000rpm,离心时间为20分钟。

20、更进一步地,在步骤23中,过滤的方法为先后应用0.45微米和0.22微米的滤膜过滤。

21、更进一步地,在步骤24中,透析的时间为48小时。

22、本发明的有益效果:

23、本发明以生物质为原料,该制备碳量子点的方法更符合可持续发展战略。目前生产出来的高质量碳量子点多以人工合成的化学试剂为原料,使用低成本天然可再生生物质为碳量子点合成原料势必成为科技发展所追求的趋势,也为碳量子点的制备和实际应用提供可行性条件。另外,针对现有技术中碳量子点原料价格昂贵、固态碳量子点易产生浓度猝灭效应、且制备工艺复杂、碳量子点粒径较大且分布不均等问题,本发明制备的生物质固态碳量子点粒径分布均匀,发光性能稳定,原料绿色可再生。综合以上效果,本发明在碳纳米发光材料制备技术领域具有良好的应用前景。

24、以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。



技术特征:

1.一种白光led用板蓝根基碳量子点固态荧光粉的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的白光led用板蓝根基碳量子点固态荧光粉的制备方法,其特征在于:所述十字花科植物为板蓝根。

3.如权利要求2所述的白光led用板蓝根基碳量子点固态荧光粉的制备方法,其特征在于,所述步骤1包括如下步骤:

4.如权利要求3所述的白光led用板蓝根基碳量子点固态荧光粉的制备方法,其特征在于,所述步骤2包括如下步骤:

5.如权利要求3所述的白光led用板蓝根基碳量子点固态荧光粉的制备方法,其特征在于:在步骤11中,泡发的时间为1小时;在步骤12中,在蒸馏水中煎煮的时间为2小时。

6.如权利要求5所述的白光led用板蓝根基碳量子点固态荧光粉的制备方法,其特征在于:在步骤14中,烘干板蓝根固体残渣的方法为低温烘干,粉碎的方法为在搅拌机中粉碎3次。

7.如权利要求4所述的白光led用板蓝根基碳量子点固态荧光粉的制备方法,其特征在于:在步骤21中,水热反应的温度为140℃-200℃,水热反应的时间为4-12小时。

8.如权利要求7所述的白光led用板蓝根基碳量子点固态荧光粉的制备方法,其特征在于:在步骤22中,离心机的转速为11000rpm,离心时间为20分钟。

9.如权利要求8所述的白光led用板蓝根基碳量子点固态荧光粉的制备方法,其特征在于:在步骤23中,过滤的方法为先后应用0.45微米和0.22微米的滤膜过滤。

10.如权利要求9所述的白光led用板蓝根基碳量子点固态荧光粉的制备方法,其特征在于:在步骤24中,透析的时间为48小时。


技术总结
本发明涉及碳纳米发光材料制备技术领域,具体涉及一种白光LED用板蓝根基碳量子点固态荧光粉的制备方,包括:步骤1、以十字花科植物为原料制备碳源;步骤2、以上述碳源为原料,应用水热法制备碳量子点。本发明以生物质为原料,该制备碳量子点的方法更符合可持续发展战略。针对现有技术中碳量子点原料价格昂贵、固态碳量子点易产生浓度猝灭效应、且制备工艺复杂、碳量子点粒径较大且分布不均等问题,本发明制备的生物质固态碳量子点粒径分布均匀,发光性能稳定,原料绿色可再生。综合以上效果,本发明在碳纳米发光材料制备技术领域具有良好的应用前景。

技术研发人员:王琴,杨雯,田蕊,黄彩艳,杨培志
受保护的技术使用者:云南师范大学
技术研发日:
技术公布日:2024/4/29
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