[发明专利]一种基于油溶性碳量子点的离子凝胶材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种基于油溶性碳量子点的离子凝胶材料及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：S1、将柠檬酸与2‑乙基己胺混合，160～200℃密封反应；S2、冷却至室温，在无水乙醇中透析后干燥，得到油溶性碳量子点；S3、将高分子聚合物溶解在有机溶剂中，加入步骤S2中制备的碳量子点和离子液体，在60～100℃下加热24～72h，干燥成型。本发明离子液体、碳量子点和高分子聚合物三者表现出良好的相容性，同时离子液体不仅作为构成组分，同时也可以作为高分子聚合物的增塑剂，使所得到的离子凝胶更柔软，使用温度范围更宽，动力学性能也高于传统的聚合物凝胶材料，有效地改善了离子凝胶的机械性能，便于加工成型。

技术领域

本发明涉及发光复合材料领域，更具体地说，涉及一种基于油溶性碳量子点的新型高分子聚合物离子凝胶材料及其制备方法。

背景技术

离子凝胶是一类新型多功能杂化材料，是将离子液体与二氧化硅或者有机高分子聚合物进行杂化复合，制备成的透明凝胶状的块体材料。在离子凝胶中，离子液体能够被固定在二氧化硅或者高分子聚合物的固态基质网络中，同时离子液体的物理化学特性可以调控所制备凝胶材料的性质。此外，值得一提的是，离子液体还赋予了离子凝胶材料优良的离子导电性。由于上述显著的优点，透明离子凝胶在超级电容器、纳米发电机及电致化学发光池等全固态器件领域中展示了非常大的应用潜力。

通过将发光组分引入到离子凝胶中构筑发光可调的透明发光材料成为了该领域的研究前沿。到目前为止，已报道的基于碳量子点的离子凝胶材料主要是将碳量子点与离子液体固定在二氧化硅固态基质网络中，这样所得到的材料机械性能较差且在多次弯折后容易断裂，一定程度上限制了其在某些光电器件领域的进一步应用。

因此，发明一种采用高分子聚合物作为固态基质网络，并复合油溶性碳量子点来构筑新型离子凝胶材料，能够有效解决现有技术中含有碳量子点的离子凝胶材料机械性能差的问题。

发明内容

本发明提供了一种基于油溶性碳量子点的离子凝胶材料及其制备方法，以解决现有技术中含有碳量子点的离子凝胶材料机械性能差且在多次弯折后容易断裂，一定程度上限制了其在某些光电器件领域的进一步应用的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于油溶性碳量子点的离子凝胶材料，所述离子凝胶以2-乙基己胺合成碳量子点，以高分子聚合物作为固态基质网络。

其中，所述高分子聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚偏二氟乙烯或聚乙烯吡咯烷酮。

一种基于油溶性碳量子点的离子凝胶材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、将柠檬酸与2-乙基己胺混合，搅拌均匀，密封后在160～200℃反应12～36h；

S2、反应结束后冷却至室温，在无水乙醇中透析24～72h后，在70～100℃下干燥24～72h后，得到油溶性碳量子点；

S3、将所述高分子聚合物溶解在有机溶剂中，形成溶液，然后加入步骤S2中制备的所述碳量子点和离子液体，充分搅拌均匀后倒入模具中，在60～100℃下加热24～72h，干燥成型，得到离子凝胶材料。

其中，步骤S1中所述柠檬酸和所述2-乙基己胺用量比为1g：2～10mL。

其中，步骤S2中所述透析选用截留分子量包括500Da、1000Da或1500Da的透析袋。

其中，步骤S3中所述有机溶剂包括N,N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、丙酮、乙醇或甲醇。

其中，步骤S3中所述离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐或1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐。

其中，所述的碳量子点、离子液体和高分子聚合物的质量比为1g：20～80g：20～80g。

本发明与现有技术相比，具有下述的优点和有益效果：