[发明专利]一种改性碳量子点/硅橡胶荧光复合材料的制备方法

说明书

本发明属于纳米复合材料领域，具体涉及一种改性碳量子点/硅橡胶荧光复合材料的制备方法，所述制备方法为：（1）碳量子点的制备：以水溶性淀粉溶液作为碳源制备碳量子点乙醇溶液；（2）改性碳量子点的制备：用硅烷偶联剂KH570改性碳量子点；（3）碳量子点/硅橡胶荧光复合材料的制备：将基胶Ⅰ、基胶Ⅱ、含氢硅油、溶剂及改性碳量子点乙醇溶液作为原料，制备改性碳量子点/硅橡胶荧光复合材料。本发明以硅烷偶联剂KH570改性碳量子点，在碳量子点表面引入硅烷偶联剂，使碳量子点参与到硅橡胶的硫化反应中，从而使碳量子点均匀分散在硅橡胶中，获得具有良好荧光效果的碳量子点/硅橡胶复合材料，拓宽硅橡胶在具有荧光要求的领域的应用。

技术领域

本发明属于纳米复合材料领域，具体涉及一种改性碳量子点/硅橡胶荧光复合材料的制备方法。

背景技术

碳量子点(CQDs)是一种与半导体量子点具有相似光学性能的环境友好型荧光纳米材料，尺寸在10nm以下，并且在微观上看为类球状，表面富含有机官能团，除拥有光学性能优良、尺寸小等传统半导体量子点所具备的优点外，其还具有生物相容性好、易于大规模合成及功能化修饰、制备成本低廉、反应条件温和等无可比拟的优势。但CQDs容易发生团聚的现象，团聚会导致荧光淬灭，会使荧光性能大大降低。

最近的研究表明，CQDs通过合理的设计进行多种功能化修饰，能将其引入聚合物基体中，能提高LED的光稳定性和光电性能。并且将CQDs引入聚合物基体中可以有效的避免CQDs因团聚而发生荧光猝灭，同时聚合物具有良好加工性能以及可塑性，这都说明CQDs-聚合物在光电器件、LED等领域均有潜在的应用价值。可以发现，这类荧光材料有望解决传统半导体量子点荧光材料光稳定性和毒性方面的弱点，是新兴的荧光材料。

硅橡胶(SR)最大的优势在热稳定性、抗紫外性以及防火性和臭氧稳定性上，这些是环氧树脂和聚氨酯类材料所不具备的，碳量子点具有荧光性能，引入碳量子点后的硅橡胶也会因碳量子点在其中的均匀分布而具有良好的荧光性能，从而拓宽硅橡胶在具有荧光要求领域的应用。

发明内容

本发明公开了一种改性碳量子点/硅橡胶荧光复合材料的制备方法，可以将碳量子点均匀分散在硅橡胶中，使所制备的复合材料具有良好的荧光性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种改性碳量子点/硅橡胶荧光复合材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法为：

(1)碳量子点的制备：将水溶性淀粉溶液与NaOH溶液混合均匀，超声处理8-12h，调节pH至中性，搅拌下滴加无水乙醇，再加入无水硫酸镁，充分搅拌后静置，经离心、过滤去除盐和水，得到碳量子点乙醇溶液；

(2)改性碳量子点的制备：向步骤(1)制备的碳量子点乙醇溶液中加入硅烷偶联剂KH570 和去离子水，先在冰水浴中搅拌反应30min，然后升温至50-70℃，搅拌反应1-2h，即得改性碳量子点乙醇溶液；

(3)碳量子点/硅橡胶荧光复合材料的制备：将基胶Ⅰ、基胶Ⅱ、含氢硅油、正己烷及步骤(2)中得到的改性碳量子点乙醇溶液混合，在搅拌条件下，升温至70℃使溶剂挥发完全，加入抑制剂搅拌30min，再加入催化剂搅拌30min，真空脱泡30min后倒入模具固化，即得改性碳量子点/硅橡胶荧光复合材料。其中，基胶I和基胶II统称为基胶。

利用KH570改性碳量子点，可以在碳量子点上引入双键参与硅橡胶的聚合反应，有利于碳量子点均匀分散在硅橡胶中。由于碳量子点表面能高，高温下容易团聚，所以先在冰水浴中让KH570与碳量子点预接枝一段时间，然后再升高温度，使碳量子点与KH570充分反应，进而有利于碳量子点在硅橡胶中的分散。另外，由于碳量子点具有荧光性能，引入碳量子点后的硅橡胶也会因碳量子点在其中的均匀分布而具有良好的荧光性能，从而拓宽硅橡胶在具有荧光要求领域的应用。