[发明专利]一种碳量子点调控亚磷酸铝晶体的制备方法及其应用

说明书

一种碳量子点调控亚磷酸铝晶体的制备方法及其应用，本发明属于纳米材料技术领域，本发明提供的一种碳量子点/亚磷酸铝复合材料的制备方法是在合成亚磷酸铝晶体的基础上，添加碳量子点进行表面修饰，再将其混合物通过洗涤去除多余碳量子点，最后干燥后得到粉末状固体，即碳量子点/亚磷酸铝复合材料。本发明有益效果在于：(1)所制备的纳米颗粒大小均匀，分布均匀，具有很好的水溶性。(2)该碳量子点/亚磷酸铝复合材料展现出较好分散性，作为涂料添加剂可以很好地分散在基质中，且具有抗老化和抗黄化的作用；(5)本发明制备方法操作简便，所需实验设备简易，生产成本低且周期短，应用性强。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，特别涉及一种碳量子点调控亚磷酸铝材料的制备方法和应用。

背景技术

碳量子点是一种近似球型且直径小于10nm的零维半导体纳米材料，由极少分子或是原子组成的纳米团簇。与粒径较大、分子量通常达到几十万的量子点相比，碳点的粒径一般只有几个纳米，分子量只有几千到几万的荧光碳点是继富勒烯、碳纳米管及石墨烯之后最热门的碳纳米材料之一。这种纳米材料克服了传统量子点的某些缺点，不仅具有优良的光学性能与小尺寸特性，而且具有良好的生物相容性，易于实现表面功能化，在生化传感、成像分析、环境检测、光催化技术、紫外吸收、表面还原剂、结构调控及载药等领域具有很好的应用潜力。

自2001年首次报道有机模板法合成一维链状亚磷酸锌以来，关于亚盐磷酸盐微孔材料的报道屡见不鲜。目前为止，报道的盐磷酸盐微孔材料中包含了很多过渡金属亚磷酸盐，比如，一维、二维，三维的亚磷酸锌，有机模板的氟亚磷酸铬，无机有机杂化的亚磷酸钴，三维亚磷酸铁，亚磷酸钒等等；而主族金属亚磷酸盐报道很少。作为流动性，防火性能等优异的亚磷酸铝，其研究的少之又少。亚磷酸铝作为优良的无毒防锈颜料，可显著提高涂料的防腐、防锈、抗气泡性能。亚磷酸铝化学稳定性好，具有较好的增白和乳浊性能，可部分替代硅酸锆，广泛用于各种建筑陶瓷、卫生陶瓷、日用陶瓷、一级工艺品陶瓷等的生产中；也是制造特种玻璃的助熔剂和陶瓷、牙齿的粘结剂，还可作生产润肤剂、防火涂料、导电水泥等的添加剂、纺织工业作抗污剂、有机合成作催化剂，此外还用于医药工业和造纸工业。

作为重要的添加剂成分，亚磷酸铝晶体的均匀性和分散性的提高有助于实现在更多产品中的添加。我们利用碳量子点作为结构诱导剂和紫外添加剂，在合成亚磷酸晶体的过程中加入，使最终产品具有良好的分散性能，颗粒均匀和抗老化性能。该复合材料易于制造，具有高度稳定性、完全均匀性和低毒性等优势，具有广泛的应用前景。我们将此复合材料与商用涂料混合，进行机械搅拌，用无机玻璃，木板和铁板作为载体，在无机玻璃，木板和铁板表面旋涂上一层涂层，展现出良好的均匀性能和抗老化，抗黄化的特点。这表明该亚磷酸铝晶体可以成为一类新兴的添加材料用于多方面的应用。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种碳量子点对亚磷酸晶体分散性调控的制备方法；该方法简单快捷、环保安全、性能优异。

本发明的另一目的在于提供一种上述制备方法得到的碳量子点/亚磷酸铝复合材料。

本发明的再一目的在于提供上述碳量子点/亚磷酸铝复合材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种碳量子点/亚磷酸铝复合材料的制备方法，该方法是在合成亚磷酸铝晶体的基础上，添加碳量子点进行表面修饰，再将其混合物通过洗涤去除多余碳量子点，最后干燥后得到粉末状固体，即碳量子点/亚磷酸铝复合材料。上述的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)碳量子点的合成：

将柠檬酸和乙二胺溶于二次蒸馏水中。然后将溶液转移到反应釜中，在加热条件下反应至结束。反应后，用水或自然冷却反应堆至室温。该产品为棕黑色，透明，经过透析，以获得碳量子点。产量约为58％。

所述柠檬酸重量百分比为6-10wt％，优选为8.8％；