[发明专利]一种杂原子掺杂的水溶性碳量子点在有机光氧化反应上的应用

权利要求书

1.一种杂原子掺杂的水溶性碳量子点在有机光氧化反应中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：将浓度为5～1000mg/mL的杂原子掺杂的水溶性碳量子点溶液2mL和有机反应液按照体积比1:10～50混合均匀，搅拌1～5小时，用氙灯光照，波长为400～800nm，能量为300～1500mW/cm²。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：在氙灯光的照射下产生单线态氧参与有机光氧化反应，所述有机光氧化反应为碳量子点参与的烯烃的ene反应，碳量子点参与的烯烃[2+2]反应，碳量子点参与的烯烃[4+2]反应，单线态氧与硫醚的反应，单线态氧与膦的反应，单线态氧与胺的反应，单线态氧与杂环化合物的反应，所述杂环化合物选自噻吩、吡啶、吡咯、呋喃或咪唑。

4.根据权利要求1至3任一项所述的应用，其特征在于，所述的杂原子掺杂的水溶性碳量子点由以下步骤制备：

1)向共轭聚合物中加入质量为共轭聚合物0.01～1000倍、浓度0～1M的酸或碱的水溶液，混合均匀，得到反应液；

2)将反应液加热到100℃～500℃，反应1～48小时；

3)反应完后自然冷却，收集反应液，分离提纯，得到杂原子掺杂的水溶性碳量子点。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：步骤1)中所述共轭聚合物选自具有以下结构式的一种或多种：

式中：

Ar₁选自呋喃、噻吩、硒吩、吡咯、吡啶、苯、萘、蒽、芘、吲哚、香豆素、荧光素、咔唑、罗丹明、氰基染料、芴或喹啉；

Ar₂选自下列结构中的一种：

X，Y，Q，E，F，选自N、S、Si、Se、P、As、Ge、Gd、B、Sb、Te,N-R₅或Si-R₆R₇；

Z，G，R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆，R₇，R₈，R₉，R₁₀，R₁₁，R₁₂，R₁₃，R₁₄，R₁₅选自氢原子、1～18个碳的烷基、羟基、巯基、羧基、氨基、酰胺、酸酐、氰基、烯基、炔基、芳基、酯基、醚基、季铵盐、磺酸盐、磷酸盐或聚乙二醇基；优选地，所述Z，G，R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆，R₇，R₈，R₉，R₁₀，R₁₁，R₁₂，R₁₃，R₁₄，R₁₅选自氢原子、1～12个碳的烷基、羟基、巯基、羧基、氨基、酰胺、酸酐、氰基、烯基、炔基、芳基、酯基、醚基、季铵盐、磺酸盐、磷酸盐或聚乙二醇基；

m、n和k为0～10000的自然数，其中m、n和k不同时为0，优选地，m、n和k为0～1000的自然数。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：步骤1）中所述酸选自盐酸、次氯酸、高氯酸、氢溴酸、次溴酸、高溴酸、碘酸、次碘酸、高碘酸、氢氟酸、硼酸、硝酸、亚硝酸、醋酸、柠檬酸、硫酸、次硫酸、碳酸、磷酸、焦磷酸和次磷酸中的一种或多种；

所述碱选自碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、磷酸盐、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐和氨水中的一种或多种。

7.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：步骤2）中所述反应液加热是在油浴加热、微波反应器、超声波反应器或水热反应釜中进行。

8.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：步骤2）中所述反应液加热温度为120℃～500℃,反应时间为5～48小时。