[发明专利]双发射波长红色荧光碳量子点、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种双发射波长红色荧光碳量子点、其制备方法及应用。其中，该制备方法包括以下步骤：S1，将盐酸胍和邻苯二胺分散于乙醇中，得到前驱体溶液；S2，将前驱体溶液在反应釜中进行反应，反应结束后，将反应液冷却至室温得混合溶液；S3，将混合溶液进行过滤纯化得到双发射红色碳量子点溶液；S4，将双发射红色碳量子点溶液除去液体溶剂并进行干燥，得到双发射波长红色荧光碳量子点固体粉末。应用本发明的技术方案，只需一步反应即可制备得到双发射波长荧光碳量子点，一步溶剂热发，副产物少，原料易得，成本低，所得的碳量子点荧光强度高、稳定性好、毒性小、荧光量子产率高，且成功应于油田注水井中的高渗通道的识别。

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体而言，涉及一种双发射波长红色荧光碳量子点、其制备方法及应用。

背景技术

碳元素含量丰富，是地球上所有已知生命的基础，2004年Scrivens等首次在提纯电弧放电法制备的单壁碳纳米管时，分离出了蓝色荧光碳量子点，开拓了新型荧光敏感材料的新纪元。大多数的碳量子点主要是由无定形的碳到晶化的碳核组成的以sp²杂化为主的碳，碳量子点的晶格间距和石墨碳或者无定形层状碳的结构一致。碳量子点(Carbondots)是粒径小于10nm的一类荧光纳米材料，是一种新型纳米材料，不仅克服了传统量子点的某些缺点，它还具有优良的光学性能、小尺寸特性、原材料来源广泛、毒性低及生物相容性好的优点。在生化传感、成像分析、环境检测、光催化技术及药物载体等领域具有很好的应用潜力。此外，碳量子点还具有制备简单、成本低及容易实现大规模生产等优点，得到许多科学家的青睐，研究人员都在尝试开发各种发光颜色碳量子点的制备路线并试图掌握对其光学性质的调控。其中，大多数研究都围绕单元素掺杂制备蓝色、绿色、黄色和橙色的荧光碳量子点，而双发射多种元素掺杂红色荧光碳量子点的合成方法却鲜有报道。

在油田开发过程中，需要及时向地层注入一定的水确保地层压力，利用注入的水来驱替储层中的原油，进而将地下原油开采出来。二次采油一般都采用注水开发方式，注水开发过程中，由于每个层系的渗透率和孔隙度的不同，注入的水通常会沿着渗透率和孔隙度较高的通道流走至采油井底，以致其他层位不能有效开发，影响了均匀开发效果，降低采收率，含水持续上升。现有技术中有报道说荧光示踪剂被广泛的应用于井间示踪技术中，但是单井的高渗通道的寻找鲜有报道，就目前而言，向油田注入水中加入毒性小的溶解性较好的荧光物质，通过分析采油井的采出水内注入荧光示踪剂的含量及发现的时间，可以更为便捷和准确地检测和分析各个通道的连通性，即可判定注水井的每个层位与采油井之间的连通关系及连通效果，因此用溶剂法制备的本发明中的毒性小的红色碳量子点有望可以解决这个难题。虽然近几年报道的纳米荧光材料很多，但并非荧光物质都可以用来作为示踪剂伴随注入水注到地层内，主要要求条件在于荧光物质有良好的水溶性能，且具有较好的荧光稳定性，在地层高温、高压及与地层水混合后具有一定的稳定性。

发明内容

本发明旨在提供一种双发射波长红色荧光碳量子点、其制备方法及应用，以解决现有技术中没有双发射波长荧光碳量子点的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种双发射波长红色荧光碳量子点的制备方法。该制备方法包括以下步骤：S1，将盐酸胍和邻苯二胺分散于乙醇中，得到前驱体溶液；S2，将前驱体溶液在反应釜中进行反应，反应结束后，将反应液冷却至室温得混合溶液；S3，将混合溶液进行过滤纯化得到双发射红色碳量子点溶液；S4，将双发射红色碳量子点溶液除去液体溶剂并进行干燥，得到双发射波长红色荧光碳量子点固体粉末。

进一步地，前驱体溶液中盐酸胍与邻苯二胺的质量比为1:0.01～1:10。

进一步地，S1中，将盐酸胍和邻苯二胺分散于乙醇中，进行超声后得到前驱体溶液。

进一步地，S2中，反应釜为聚四氟乙烯衬里的不锈钢高压釜。

进一步地，S2中，反应的温度为140～240℃；反应的时间为2-8h及以上。