[发明专利]可见光激发下全彩室温磷光碳点及其组合物

说明书

本发明公开了一种可见光激发下全彩室温磷光碳点及其组合物，由基色碳点和聚丙烯酰胺复合而成，其中基色碳点作为主体，聚丙烯酰胺作为复合基质，基色碳点均匀的分散在聚丙烯酰胺聚合物基质中。本发明在可见光激发下可产生磷光，采用可见光激发，具有光毒性小，穿透性强等特点，并且更易触发室温磷光的特性，具有很高的应用价值，属于有基质掺杂的室温磷光材料，寿命较无基质掺杂的室温磷光材料长。本发明的可见光激发下全彩室温磷光碳点将其两两组合形成一种组合物，可以产生热激活延迟荧光和磷光现象，从而为高级信息存储和安全防护应用提供了可能。

技术领域

本发明涉及发光材料生产技术领域，特别涉及一种可见光激发下全彩室温磷光碳点及其组合物。

背景技术

目前荧光材料是发光器件应用的有力工具，但目前的荧光器件具有无法避免的缺点，由于单线态只有很短的纳秒寿命，其量子产量有限。与之相比，磷光材料有一个优势，使产量有很大的提高，寿命更长。因其成本低、环境友好、固有的可行通用性和良好的加工性能而深受关注。

基于磷光防伪相较于荧光防伪而言，有着显著的优势。磷光防伪标记本身具有在紫外灯激发下发射荧光的特征，而停止紫外灯激发之后会产生磷光现象，因此采用磷光材料作防伪标记可提高标记的辨识度，对于伪造的难度将会大大增加。

近年来，碳点作为一种新兴的碳基发光纳米材料，由于其毒性小、低成本、制备方便、稳定性优良、环境友好等优点引起了人们的广泛关注，广泛应用于生物成像、文件保密、发光器件等领域。因此，碳点有望成为防伪领域极具前景的候选材料。

例如，Xia等（Chunlei Xia, Songyuan Tao, Shoujun Zhu,Yubin Song, TanglueFeng, Qingsen Zeng, Junjun Liu, Bai Yang. Hydrothermal AdditionPolymerization for Ultrahigh-Yield Carbonized Polymer Dots with RoomTemperature Phosphorescence via Nanocomposite. Chemistry–A European Journal,2018, 24(44)：.）以2,2′-偶氮异丁腈(AIBN)和过氧化二硫酸钾(KPS)为引发剂，丙烯酰胺(AM)为前驱体，采用水热加成聚合单体碳化（HAPC）得到碳化聚合物点（CPDs），将CPDs与PVA复合之后形成CPDs@PVA复合物，在紫外光的激发下产生绿色磷光，磷光寿命可达到370ms，成功应用于防伪。

此碳点基磷光材料较传统的荧光器件而言，寿命大大增加，选择合适的基质也使得产量有很大的提高。目前对于碳点基磷光材料所引起的室温磷光，例如碳点使用PVA基质虽然可以产生磷光现象，但是更多的仅限于绿光区域，对于长波长黄光、红光区域的磷光现象的报道非常少，这使得该碳点基磷光材料不利于在某些方面应用。

目前碳点基室温磷光材料更多的是在紫外光的激发下产生的，对于可见光激发产生室温磷光是非常罕见的，同时也具有很高的应用价值。因此，设计和合成具有简便制备工艺和可见光激发性能的碳点基室温磷光材料是迫切需要的。

以L-天冬氨酸和氨水为原料，可以合成无基质黄色室温磷光碳点。此碳点磷光材料可实现可见光激发下产生黄色室温磷光，但无法实现蓝色，绿色，红色室温磷光，在一定的程度上还是有局限。虽然是无基质掺杂碳点的室温磷光材料，但是寿命与有基质掺杂的室温磷光材料相比，还是有一定的差距，这使得该碳点磷光材料在某些应用方面同样也会受到一定的限制。

碳点具有可调谐的光致发光特性，而光致发光特性主要取决于其激发波长，而激发波长是实现光电应用所必需的一个重要因素。然而，利用可见光激发合成全彩碳点基室温磷光材料仍然是一个巨大的挑战。

发明内容