[发明专利]一种具有高光热稳定性的黄光碳点及其制备

说明书

本发明涉及一种具有高光热稳定性的黄光碳点，是以均苯三甲酸为碳源，邻苯二胺为氮源，于无水乙醇中进行溶剂热反应得到的碳点溶液。本发明制备的黄光碳点具有明亮的黄光发射，而且具有高的光稳定性和热稳定性。将其与KH‑792混合固化得到黄光碳点荧光薄膜，可以用于制备高能量的白光LD器件，与450nm蓝光LD复合，实现纯白光激光照明。

技术领域

本发明属于荧光发光材料技术领域，涉及一种荧光碳点，特别是涉及一种同时具有高的光稳定性和热稳定性的荧光碳点，以及该荧光碳点的制备方法。

背景技术

激光二极管(Laser diode，LD)作为一种新型的固态照明器件，其发光效率高、可视光距离远、响应速度快，同时不存在“光效骤降”现象，成为未来固态照明领域冉冉升起的新星。

LD若要实现白光照明，主要包括两种方式。一种是利用不同发光颜色的激光器进行搭配组合，激光器发出的光复合后形成白光。该方式显色指数较高，但光路设计复杂、设备成本高昂且光色不易调控，因此限制了其进一步的发展。另一种则是利用蓝光激光器与黄光荧光材料组合后实现白光发射，该方式具有制作成本低、发光易调控以及发光性能稳定等优势，因此受到了研究者的青睐。

然而，由于LD光源的辐照能量较高，因此要求与之配合使用的荧光材料要具备优异的稳定性。目前，主要应用于LD器件中的荧光材料为稀土基荧光材料，其稳定性较好且合成工艺成熟，但不足是资源匮乏、不可再生。因此，开发一种绿色环保、稳定性好的荧光材料势在必行。

碳点(Carbon dots，CDs)作为一种新型的荧光材料，具有低毒环保、化学惰性高、发光波长可调、稳定性好以及原料来源广泛等优势。但是，由于目前大多CDs的光热稳定性和结晶性欠佳，将其用于LD照明时，容易发生荧光猝灭。

Liu等(Orange, yellow and blue luminescent carbon dots controlled bysurface state for multicolor cellular imaging, light emission andillumination[J]. Mikrochimica Acta, 2018, 185(12): 539.)采用苯二胺为起始原料，甲酰胺为溶剂，微波辅助法制备得到CDs，但其在365nm的UV灯辐照下荧光强度变化较大，荧光稳定性有待提升。

Ding等(Solvent-controlled synthesis of highly luminescent carbon dotswith a wide color gamut and narrowed emission peak widths[J]. Small, 14(22):1800612.)采用邻苯二胺和L-谷氨酸为起始原料，甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇等为溶剂，通过溶剂热法合成CDs，但其XRD衍射峰较宽，结晶性有待进一步提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有高光热稳定性的黄光碳点，以及所述黄光碳点的制备方法。本发明制备的碳点溶液具有明亮的黄光发射，固化成膜后与450nm蓝光LD复合可以实现纯白光激光照明。

本发明所述的具有高光热稳定性的黄光碳点是以均苯三甲酸为碳源，邻苯二胺为氮源，于无水乙醇中进行溶剂热反应得到的碳点溶液。

本发明制备得到的碳点溶液在紫外灯辐照下发射明亮的黄光，经测试，其荧光量子产率(Quantum yield，QY)为26.37%，可以满足高质量白光激光照明器件的要求。

本发明的黄光碳点溶液具有激发独立特性，且具有较高的sp²共轭程度，固态下的黄光碳点结晶性好、热稳定性高，可以承受高达250℃的高温。