一种蓝光窄带发射碳量子点的制备方法

本发明涉及纳米发光材料，具体涉及一种蓝光窄带发射碳量子点的制备方法。

背景技术：

1、碳量子点是一类具有优异荧光性能的碳基纳米材料，通常表现出较高的荧光量子效率、可调控的发光波长、良好的生物相容性，以及制备方法简单、成本低廉等优点。基于上述特性，碳量子点已被广泛应用于发光器件、生物成像、能量转换、催化及传感器等领域，并在医学及生化分析检测等方面展现出替代传统半导体量子点材料的应用潜力。

2、随着相关研究的不断深入，碳量子点的种类日益丰富，其结构调控手段不断完善，光学性能亦得到显著提升。然而，现有技术仍存在一定不足。例如，大多数碳量子点的发射光谱半峰宽(fwhm)较大，通常不小于60nm，导致发射光谱较宽、色纯度较低，难以满足高色域显示、精准多色成像及高分辨率光电器件等领域对窄带发射的需求。特别是在蓝光发射领域，由于蓝光对色纯度和波长精确性的要求更为严格，发射峰过宽容易引起色偏、综合色域受限以及器件显示效果下降等问题，从而制约其在高性能显示器件及背光显示系统中的应用。

3、现有技术中，例如专利cn118792048b公开了一种基于硼氮共掺杂的蓝光碳点及其制备方法与应用。该方法以苯硼酸为第一前驱体、间苯二胺为第二前驱体，在不同摩尔比条件下反应，制备得到一系列硼氮共掺杂蓝光碳点(bn-cds)。然而，该方法所得蓝光碳点的发射峰半峰宽仍相对较大，难以满足背光显示等领域对窄带蓝光发射及高色纯度的技术要求。

4、此外，专利cn116333737a公开了一种窄带蓝色荧光粉及其制备方法。该方法通过将氧化镥、碳酸钡、硼酸及氧化铋混合研磨、压片，并在950～1050℃条件下煅烧8～36小时，经研磨、水洗、醇洗及干燥后得到窄带蓝色荧光粉，其最小发射半峰宽可达37nm。尽管该技术在半峰宽控制方面取得了一定效果，但其制备过程需要高温长时间煅烧，工艺流程较为复杂、能耗较高；同时，所得荧光粉材料粒径较大、加工难度高，难以应用于喷墨打印及精细显示器件领域。

5、因此，开发一种工艺简便、能耗较低、原料体系简单且能够稳定实现窄带蓝光发射的碳量子点制备方法，具有重要的实际应用价值。 技术实现要素：

6、为了改进现有荧光发射碳量子点在蓝光发射范围内的发射光谱较宽、色纯度较低等问题，本发明主要公开一种能够实现窄带发射的蓝色荧光碳量子点的制备方法。该制备方法原料易得，操作简单，反应条件温和可控。

7、本发明所述的一种具有蓝光窄带发射碳量子点，其荧光发射在457～460nm之间，半峰宽在35～40nm之间。

8、本发明所述的一种蓝光窄带发射碳量子点的制备方法，具体步骤如下：

9、步骤1：将1，5-萘二胺、微量无机强酸溶于乙醇溶液中，得到均一透明的溶液；

10、步骤2：将步骤1制得混合溶液置于水热反应釜中进行溶剂热反应；

11、步骤3：通过0.22μm有机滤膜过滤后，进行柱层析提纯得到碳量子点溶液；

12、进一步，步骤1中所述的无机强酸为硫酸、高氯酸中的一种；

13、进一步，步骤2中所述的溶剂热反应温度范围为160～200℃，反应时间为4～8h；

14、进一步，步骤3中柱层析所用分离介质为中性氧化铝，洗脱液组分为乙酸丁酯、乙醇混合液；

15、进一步，步骤1中所述的1，5-萘二胺与乙醇的用量比例为0.05g：10～20ml；

16、进一步，步骤1中所述的1，5-萘二胺与无机强酸的用量比例为0.05g：150～200μl。

17、本发明的有益效果如下：

18、本发明提供的制备方法工艺简单、操作便捷，无需复杂的多步骤反应过程，通过一步溶剂热法即可制备得到具有窄带蓝光发射特性的碳量子点。所制备的碳量子点具有较高价值的荧光发射性能，其最大发射波长约为460nm，最佳发射半峰宽可达35nm，显著优于现有碳量子点制备技术中普遍存在的宽带发射问题。同时，该碳量子点表现出良好的激发波长无依赖性，发射峰位置稳定，有利于提高器件色纯度和显示稳定性。

19、因此，本发明所得蓝光窄带发射碳量子点在发光显示、背光源及其他高端光电器件领域具有重要的应用前景和推广价值。

技术实现思路

1.一种蓝光窄带发射碳量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的步骤要求1中所述的1，5-萘二胺在醇混合溶剂的浓度范围为0.0025～0.005g/ml，所述无机强酸的浓度范围为0.7～1.8mmol/ml,所述醇溶剂为乙醇、甲醇或异丙醇中的一种。

3.根据权利要求1中所述的一种蓝光窄带发射碳量子点的制备方法，其特征在于步骤3中所分离得到碳量子点荧光发射峰半峰宽宽度在35～40nm之间。

4.一种蓝光窄带发射碳量子点的制备方法，其特征在于：是由权利要求1～3中任一项所述方法制备得到。