專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用化學(xué)修飾法制備熒光顏色可控的石墨烯量子點(diǎn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石墨烯量子點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用化學(xué)修飾法制備熒光顏色可控的石墨烯量子點(diǎn)的方法。
背景技術(shù)：
碳基熒光材料(包括碳點(diǎn)，納米金剛石，熒光碳納米管，富勒烯及新興的熒光石墨烯)得到了人們廣泛的關(guān)注。它們具有下轉(zhuǎn)化、上轉(zhuǎn)化熒光性質(zhì)，化學(xué)穩(wěn)定性，良好的生物相容性以及低毒性；在生物成像，醫(yī)療診斷，催化和光伏器件方面有著廣泛的應(yīng)用前景。熒光石墨烯材料通常具有小于5層的片層結(jié)構(gòu)，由于相對(duì)簡(jiǎn)單的單層結(jié)構(gòu)，是連接其他熒光碳材料的橋梁，可作為研究發(fā)掘熒光碳材料的未知性質(zhì)、熒光機(jī)理和應(yīng)用的模型體系，有非常
巨大的理論研究和應(yīng)用背景。目前人們發(fā)明了多種制備石墨烯量子點(diǎn)的有效方法，如聚焦離子束刻蝕等小批量刻蝕制備法；小分子出發(fā)，經(jīng)過(guò)有機(jī)合成，偶聯(lián)成石墨烯的溶液法；以及從不同種類(lèi)的碳源出發(fā)，通過(guò)溶液切割裂解法。所有這些方法中，所制備的石墨烯量子點(diǎn)一般只具有單一顏色熒光，對(duì)于實(shí)際生物標(biāo)記及檢測(cè)應(yīng)用具有很大的限制因素?；诖耍l(fā)明一種有效地調(diào)控石墨烯量子點(diǎn)熒光的方法是非常必要的，一方面可以理解碳材料的熒光機(jī)理，另一方面可以在多色熒光領(lǐng)域應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前石墨烯量子點(diǎn)熒光顏色單一不可調(diào)的缺點(diǎn)，通過(guò)表面化學(xué)修飾的辦法，提供一種能夠調(diào)控石墨烯量子點(diǎn)熒光發(fā)射的方法。為達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟1.制備綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)；2.對(duì)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)接枝方法達(dá)到調(diào)控?zé)晒獾哪康模?.對(duì)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)還原方法達(dá)到調(diào)控?zé)晒獾哪康?。具體為I :綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)的制備綠色突光石墨烯量子點(diǎn)的制備將氧化石墨烯粉末50 200暈克分散到10暈升N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，超聲(120W，100kHz)后轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，在150 300°C條件下反應(yīng)5 20個(gè)小時(shí)；反應(yīng)后取上清液，進(jìn)行旋蒸干燥，從而得到干燥的石墨烯量子點(diǎn)；將得到的干燥石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行兩步的梯度柱層析，固定相均為硅膠，第一步梯度柱層析的展開(kāi)劑為二氯甲烷和甲醇的混合液，兩者的體積比為2 :1 3 :1，第二步梯度柱層析的展開(kāi)劑為去離子水；第二步梯度柱層析后得到綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)；2 :對(duì)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行烷基胺修飾在質(zhì)量濃度為O. 5 I暈克/暈升綠色突光石墨烯量子點(diǎn)的10暈升水溶液中加入100 500微升I-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽(EDC-HCl)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)的混合水溶液，在該混合水溶液中EDC-HCl含量為10 15毫摩爾，NHS含量為5 10毫摩爾；接著將此反應(yīng)體系室溫下(25°C)攪拌O. 5小時(shí)，隨后向其中加入30 50微升烷基胺(甲胺、乙胺、正丙胺、正丁胺、正己胺、正十二胺等)，室溫下(25°C)攪拌4 6小時(shí)；最后在80 100攝氏度下攪拌2 4小時(shí),從而制備得到燒基胺修飾的石墨烯量子點(diǎn)(m-GQDs)；3.對(duì)烷基胺修飾的綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)還原在質(zhì)量濃度為O. 5 I暈克/暈升燒基胺修飾的綠色突光石墨烯量子點(diǎn)10暈升水溶液中加入30 50毫克硼氫化鈉，接著將此反應(yīng)體系在室溫下(25°C)攪拌4 6小時(shí)，將反應(yīng)產(chǎn)物用分子量為1000的滲析袋滲析，除掉鈉離子，從而在滲析袋內(nèi)得到熒光顏色可控的還原石墨烯量子點(diǎn)(r-GQDs)。本發(fā)明所述表面化學(xué)調(diào)控的實(shí)驗(yàn)方法可以有效地調(diào)控石墨烯量子點(diǎn)的熒光發(fā)射，對(duì)熒光機(jī)理的理解有著重大的指導(dǎo)意義。利用石墨烯量子點(diǎn)的上轉(zhuǎn)化熒光性質(zhì)，可將其應(yīng)用在雙光子生物成像方面；此技術(shù)可以減少傳統(tǒng)熒光物質(zhì)成像過(guò)程中，紫外光激發(fā)對(duì)生物 體的傷害。


圖I :本發(fā)明制備的三種石墨烯量子點(diǎn)的紅外譜圖；圖中標(biāo)記為各個(gè)基團(tuán)的位置；圖2 :本發(fā)明制備的三種石墨烯量子點(diǎn)的基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜譜圖，右圖為左圖的放大圖，從峰位可以看出，三種石墨烯量子點(diǎn)的分子量分布在700 3500之間，峰位差24，為兩個(gè)碳；圖3 :本發(fā)明制備的三種石墨烯量子點(diǎn)的形貌表征，a, b，c)分別為GQDs，m-GQDs,r-GQDs的透射電子顯微鏡，插圖分別為粒徑統(tǒng)計(jì)分布圖、電子衍射圖和高分辨透射電子圖像。d，e, f)分別為GQDs，m-GQDs, r-GQDs原子力顯微鏡，插圖為高度統(tǒng)計(jì)分布圖；圖4 :本發(fā)明制備的三種石墨烯量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)a)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)的吸收光譜，吸收峰位在320納米；b)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)的熒光激發(fā)、發(fā)射譜(激發(fā)譜在516納米波長(zhǎng)下收集，發(fā)射譜在416納米激發(fā)光下收集)，激發(fā)譜中785納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為；c)修飾石墨烯量子點(diǎn)(m-GQDs)的吸收光譜，吸收峰位在336納米；d)修飾石墨烯量子點(diǎn)的熒光激發(fā)、發(fā)射譜(激發(fā)譜在446納米波長(zhǎng)下收集，發(fā)射譜在355納米激發(fā)光下收集)，激發(fā)譜中723納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為；e)還原石墨烯量子點(diǎn)(r-GQDs)的吸收光譜，吸收峰位在335納米；f)還原石墨烯量子點(diǎn)的熒光激發(fā)、發(fā)射譜(激發(fā)譜在430納米波長(zhǎng)下收集，發(fā)射譜在349納米激發(fā)光下收集)，激發(fā)譜中709納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為。圖5 :接枝乙胺的修飾石墨烯量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)。a)吸收峰位在333納米；b)熒光激發(fā)、發(fā)射譜(激發(fā)譜在445納米波長(zhǎng)下收集，發(fā)射譜在358納米激發(fā)光下收集)，激發(fā)譜中719納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為。圖6 :接枝正丙胺的修飾石墨烯量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)。a)吸收峰位在330納米；b)熒光激發(fā)、發(fā)射譜(激發(fā)譜在443納米波長(zhǎng)下收集，發(fā)射譜在356納米激發(fā)光下收集)，激發(fā)譜中716納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為。圖7 :接枝正丁胺的修飾石墨烯量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)激發(fā)譜在444納米波長(zhǎng)下收集，發(fā)射譜在351納米激發(fā)光下收集)，激發(fā)譜中708納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為。
圖8 :接枝正己胺的修飾石墨烯量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)激發(fā)譜在445納米波長(zhǎng)下收集，發(fā)射譜在349納米激發(fā)光下收集)，激發(fā)譜中708納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為。圖9 :接枝正十二胺的修飾石墨烯量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)激發(fā)譜在443納米波長(zhǎng)下收集，發(fā)射譜在360納米激發(fā)光下收集)，激發(fā)譜中720納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述，而不是要以此對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。實(shí)施例I
I :綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)的制備將氧化石墨烯粉末100毫克分散到10毫升N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)中，將分散液超聲(120W，IOOkHz)分散，再轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在200°C條件下反應(yīng)10個(gè)小時(shí)；反應(yīng)后取上清液，進(jìn)行旋蒸干燥，從而得到干燥的的石墨烯量子點(diǎn)。將得到的干燥石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行兩步的梯度柱層析，固定相均為硅膠，第一步梯度柱層析的展開(kāi)劑為二氯甲烷和甲醇的混合液，兩者的體積比為2 :1，第二步梯度柱層析的展開(kāi)劑為去離子水；在第二相洗脫中，得到了綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)，質(zhì)量為O. 752毫克。2 :對(duì)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行甲胺基修飾在質(zhì)量濃度為O. 5暈克/暈升綠色石墨烯量子點(diǎn)10暈升水溶液中加入500微升I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽(EDC-HCl)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)混合水溶液，EDC-HCl含量為10毫摩，NHS含量為5毫摩。接著將此反應(yīng)體系在室溫下(25攝氏度)攪拌O. 5小時(shí)。隨后，加入50微升甲胺室溫下(25°C)攪拌4小時(shí)。最后在80攝氏度下攪拌2小時(shí)。從而制備得到甲胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)(m-GQDs)。3.對(duì)甲胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)還原在質(zhì)量濃度為O. 5暈克/暈升甲胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)(m-GQDs) 10暈升水溶液中加入30毫克硼氫化鈉，接著將此反應(yīng)體系在室溫下(25攝氏度)攪拌4小時(shí)。將反應(yīng)產(chǎn)物用分子量為1000的滲析袋滲析，除掉鈉離子。保留滲析袋內(nèi)部產(chǎn)物，從而制備得到還原石墨烯量子點(diǎn)(r-GQDs)。圖I顯示了三種石墨烯量子點(diǎn)(GQDs，m-GQDs, r-GQDs)的紅外譜圖，m-GQDs譜線(xiàn)上可以看到1570波數(shù)N-H的彎曲振動(dòng)和1126波數(shù)C-HN-C的不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)。從r-GQDs譜線(xiàn)上可以看到，GQDs原先的1048波數(shù)的環(huán)氧基團(tuán)徹底消失。圖2顯不了三種石墨烯量子點(diǎn)的分子量表征，分子量分布在700 3500之間，峰差為24,為兩個(gè)碳的差值。圖3顯示了三種石墨烯量子點(diǎn)的形貌表征。GQDs平均直徑為3. 2納米、平均高度為I. 02納米；m-GQDs平均直徑為3. 6納米、平均高度為I. 96納米；r_GQDs直徑為3. I納米、平均高度為O. 94納米。從分辨透射電子顯微鏡可以看到O. 34納米的晶格結(jié)構(gòu)。圖4顯示了石墨烯量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)GQDs最優(yōu)化激發(fā)峰和發(fā)射峰分別為416納米和516納米，激發(fā)譜中785納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為；m-GQDs最優(yōu)化激發(fā)峰和發(fā)射峰分別為355納米和446納米，激發(fā)譜中723納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為；r_GQDs最優(yōu)化激發(fā)峰和發(fā)射峰分別為349納米和430納米，激發(fā)譜中709納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為。實(shí)施例2
I :綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)的制備將氧化石墨烯粉末50毫克分散到10毫升N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)中，將分散液超聲(120W，IOOkHz)分散，再轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，在150°C條件下反應(yīng)20個(gè)小時(shí)；反應(yīng)后取上清液，進(jìn)行旋蒸干燥，從而得到干燥的的石墨烯量子點(diǎn)。將得到的干燥石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行兩步的梯度柱層析，固定相均為硅膠，第一步梯度柱層析的展開(kāi)劑為二氯甲烷和甲醇的混合液，兩者的體積比為3 :1，第二步梯度柱層析的展開(kāi)劑為去離子水；在第二相洗脫中，得到了綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)，質(zhì)量為O. 545毫克。2 :對(duì)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行乙胺基修飾在質(zhì)量濃度為I暈克/暈升綠色石墨烯量子點(diǎn)10暈升水溶液中加入100微升I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽(EDC-HCl)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS) 混合水溶液，EDC-HCl含量為15毫摩，NHS含量為10毫摩。接著將此反應(yīng)體系在室溫下(25攝氏度)攪拌O. 5小時(shí)。隨后,加入30微升乙胺,在室溫下(25攝氏度)攪拌4小時(shí)。最后在80攝氏度下攪拌3小時(shí)。制備得到乙胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)。圖5顯示了修飾乙胺基石墨烯量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)吸收峰位在333納米；最優(yōu)化激發(fā)峰和發(fā)射峰分別為358納米和455納米，激發(fā)譜中719納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為；當(dāng)激發(fā)光從320納米紅移到500納米，發(fā)射峰位從440納米紅移到550納米；當(dāng)用600 900的紅外光激發(fā)時(shí)，可以發(fā)射出短波長(zhǎng)的可見(jiàn)光，顯示了優(yōu)良的上轉(zhuǎn)化熒光行為。3.對(duì)乙胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)還原在質(zhì)量濃度為I暈克/暈升乙胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)(m-GQDs) 10暈升水溶液中加入50毫克硼氫化鈉，接著將此反應(yīng)體系在室溫下(25攝氏度)攪拌6小時(shí)。將反應(yīng)產(chǎn)物用分子量為1000的滲析袋滲析，除掉鈉離子。保留滲析袋內(nèi)部產(chǎn)物，從而制備得到還原石墨烯量子點(diǎn)(r-GQDs)。實(shí)施例3I :綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)的制備綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)的制備方法同實(shí)施例1，只是氧化石墨烯粉末含量變?yōu)?00毫克分散到10毫升N，N- 二甲基甲酰胺中，且300°C條件下反應(yīng)5個(gè)小時(shí)。所得綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)，質(zhì)量為I. 278毫克。2 :對(duì)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行正丙胺基修飾在質(zhì)量濃度為I暈克/暈升綠色石墨烯量子點(diǎn)10暈升水溶液中加入500微升I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽(EDC-HCl)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)混合水溶液，EDC-HCl含量為10毫摩，NHS含量為5毫摩。接著將此反應(yīng)體系在室溫下(25攝氏度)攪拌O. 5小時(shí)。隨后，加入40微升正丙胺，在室溫下(25攝氏度)攪拌4小時(shí)。最后在100攝氏度下攪拌4小時(shí)。制備得到正丙胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)。圖6顯示了接枝正丙胺的修飾石墨烯量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)吸收峰位在330納米；最優(yōu)化激發(fā)峰和發(fā)射峰分別為356納米和443納米，激發(fā)譜中716納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為；當(dāng)激發(fā)光從320納米紅移到500納米，發(fā)射峰位從440納米紅移到550納米；當(dāng)用600 900的紅外光激發(fā)時(shí)，可以發(fā)射出短波長(zhǎng)的可見(jiàn)光，顯示了優(yōu)良的上轉(zhuǎn)化熒光行為。3.對(duì)正丙胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)還原對(duì)正丙胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)還原同實(shí)施例I。
實(shí)施例4I :綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)的制備綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)的制備方法同實(shí)施例I。2 :對(duì)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行正丁胺基修飾在質(zhì)量濃度為O. 5暈克/暈升綠色石墨烯量子點(diǎn)10暈升水溶液中加入500微升I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽(EDC-HCl)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)混合水溶液，EDC-HCl含量為10毫摩，NHS含量為5毫摩。接著將此反應(yīng)體系在室溫下(25攝氏度)攪拌O. 5小時(shí)。隨后,加入50微升正丁胺,在室溫下(25攝氏度)攪拌4小時(shí)。最后在80攝氏度下攪拌4小時(shí)。制備得到正丁胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)。圖7顯示了接枝正丁胺的修飾石墨烯量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)最優(yōu)化激發(fā)峰和發(fā)射峰分別為351納米和444納
米，激發(fā)譜中708納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為。3.對(duì)正丁胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)還原對(duì)正丁胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)還原同實(shí)施例I。實(shí)施例5I :綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)的制備綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)的制備方法同實(shí)施例I。2 :對(duì)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行正己胺基修飾在質(zhì)量濃度為O. 5暈克/暈升綠色石墨烯量子點(diǎn)10暈升水溶液中加入500微升I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽(EDC-HCl)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)混合水溶液，EDC-HCl含量為10毫摩，NHS含量為5毫摩。接著將此反應(yīng)體系在室溫下(25攝氏度)攪拌O. 5小時(shí)。隨后,加入50微升正己胺,在室溫下(25攝氏度)攪拌5小時(shí)。最后在80攝氏度下攪拌4小時(shí)。制備得到正己胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)。圖8顯示了接枝正己胺的修飾石墨烯量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)最優(yōu)化激發(fā)峰和發(fā)射峰分別為349納米和445納米，激發(fā)譜中708納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為。3.對(duì)正己胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)還原對(duì)正己胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)還原同實(shí)施例I。實(shí)施例6I :綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)的制備綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)的制備方法同實(shí)施例I。2 :對(duì)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行十二胺基修飾在質(zhì)量濃度為O. 5暈克/暈升綠色石墨烯量子點(diǎn)10暈升水溶液中加入500微升I-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽(EDC-HCl)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)混合水溶液，EDC-HCl含量為15毫摩，NHS含量為10毫摩。接著將此反應(yīng)體系在室溫下(25攝氏度)攪拌0.5小時(shí)。隨后，加入50微升正十二胺，在室溫下(25攝氏度)攪拌6小時(shí)。最后在80攝氏度下攪拌4小時(shí)。制備得到十二胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)。圖9顯示了接枝正十二胺的修飾石墨烯量子點(diǎn)的光學(xué)性質(zhì)最優(yōu)化激發(fā)峰和發(fā)射峰分別為360納米和443納米，激發(fā)譜中720納米峰位為上轉(zhuǎn)化熒光行為。3.對(duì)十二胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)還原對(duì)十二胺基修飾的石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)還原同實(shí)施例I。
上述實(shí)施例的投料比以及反應(yīng)條件等都可以進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，反應(yīng)所用的接枝烷基胺可以是一個(gè)碳到十個(gè)碳以上的線(xiàn)性或支化的小分子或齊聚物，接枝方法也不僅限于實(shí)施例中的方法，酰氯化反應(yīng)也可以得到比較理想的結(jié)果。所用的還原劑也可以是硼氫化鈉以外的其他還原劑。盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于上述 實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明構(gòu)思引導(dǎo)下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)條件修改和改進(jìn)，所附權(quán)利要求概括了本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用化學(xué)修飾法制備熒光顏色可控的石墨烯量子點(diǎn)的方法，其步驟如下 1)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)GQDs的制備 將氧化石墨烯粉末50 200毫克分散到10毫升N，N-二甲基甲酰胺中，超聲后轉(zhuǎn)移到反應(yīng)爸中，在150 300°C條件下反應(yīng)5 20個(gè)小時(shí)；反應(yīng)后取上清液,進(jìn)行旋蒸干燥,從而得到干燥的石墨烯量子點(diǎn)；將得到的干燥石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行兩步的梯度柱層析，第二步梯度柱層析后得到綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)GQDs ； 2)對(duì)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行烷基胺修飾 在質(zhì)量濃度為O. 5 I暈克/暈升綠色突光石墨烯量子點(diǎn)的10暈升水溶液中加入100 500微升I-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽EDC-HCL和N-羥基琥珀酰亞胺NHS的混合水溶液；接著將此反應(yīng)體系室溫下攪拌，隨后向其中加入30 50微升烷基胺，室溫下攪拌4 6小時(shí)；最后在80 100攝氏度下攪拌2 4小時(shí),從而制備得到燒基胺修飾的石墨烯量子點(diǎn)m-GQDs ； 3)對(duì)烷基胺修飾的綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)還原 在質(zhì)量濃度為O. 5 I暈克/暈升燒基胺修飾的綠色突光石墨烯量子點(diǎn)的10暈升水溶液中加入30 50毫克硼氫化鈉，接著將此反應(yīng)體系在室溫下攪拌4 6小時(shí)，將反應(yīng)產(chǎn)物用分子量為1000的滲析袋滲析，除掉鈉離子，從而在滲析袋內(nèi)得到熒光顏色可控的還原石墨烯量子點(diǎn)r-GQDs。
2.如權(quán)利要求I所述的一種用化學(xué)修飾法制備熒光顏色可控的石墨烯量子點(diǎn)的方法，其特征在于烷基胺為甲胺、乙胺、正丙胺、正丁胺、正己胺、或正十二胺。
3.如權(quán)利要求I所述的一種用化學(xué)修飾法制備熒光顏色可控的石墨烯量子點(diǎn)的方法，其特征在于步驟I)中所述的兩步梯度柱層析的固定相均為硅膠，第一步梯度柱層析的展開(kāi)劑為二氯甲烷和甲醇的混合液，兩者的體積比為2 :1 3 :1，第二步梯度柱層析的展開(kāi)劑為去離子水。
4.如權(quán)利要求I所述的一種用化學(xué)修飾法制備熒光顏色可控的石墨烯量子點(diǎn)的方法，其特征在于步驟2)中，在I-乙基-(3- 二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽EDC-HCL和N-羥基琥珀酰亞胺NHS的混合水溶液中EDC-HCl含量為10 15毫摩爾，NHS含量為5 10毫摩爾。
全文摘要
本發(fā)明屬于石墨烯量子點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用化學(xué)修飾法制備熒光顏色可控的石墨烯量子點(diǎn)的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟1.制備綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)；2.對(duì)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)接枝方法達(dá)到調(diào)控?zé)晒獾哪康模?.對(duì)綠色熒光石墨烯量子點(diǎn)進(jìn)行化學(xué)還原方法達(dá)到調(diào)控?zé)晒獾哪康?。本發(fā)明所述表面化學(xué)調(diào)控的實(shí)驗(yàn)方法可以有效地調(diào)控石墨烯量子點(diǎn)的熒光發(fā)射，對(duì)熒光機(jī)理的理解有著重大的指導(dǎo)意義。利用石墨烯量子點(diǎn)的上轉(zhuǎn)化熒光性質(zhì)，可將其應(yīng)用在雙光子生物成像方面；此技術(shù)可以減少傳統(tǒng)熒光物質(zhì)成像過(guò)程中，紫外光激發(fā)對(duì)生物體的傷害。
文檔編號(hào)C09K11/02GK102876327SQ20121042153
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者楊柏, 朱守俊, 張俊虎, 宋玉彬, 劉學(xué) 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)