一种油溶性碳点在指纹检测中的应用

1.本发明属于纳米材料技术领域，特别涉及一种油溶性碳点在指纹检测中的应用。


背景技术：

2.近年来，碳点已成为无机半导体量子点的有效替代品，在传感器、光电、催化、生物成像、药物传递和光电子等领域有着广泛的应用。相比量子点，碳点结合了强可调光致发光(pl)，具有良好的生物相容性、低毒性、高耐光漂白性和低廉的成本。碳点作为一种小于10nm的新型发光碳纳米粒子受到很多研究人员的关注。表面钝化和化学氧化是目前改善碳点性能的常用方法，但由于工艺复杂，不适合大规模改性。杂原子掺杂作为一种简单有效的提高发光性能的方法，已引起了人们的广泛关注。杂原子掺杂不仅可以调节碳点的带隙，还可以改变碳点的电子密度。特别是硫原子具有较低的电负性，会进一步缩小带隙，并与氮原子产生独特的协同效应，使其具有更高的发光性能和更长的波长发射。碳点作为最有前途的荧光纳米材料之一，已被广泛关注。然而，固态荧光的油溶性碳点很少报道。
3.目前，有少量关于荧光碳点应用于指纹检测的报道，但是这些荧光碳点均为水溶性的，而手指上往往携带有油脂(有机物)、氯化钠、等分泌物，使得现有荧光碳点在检测指纹时的分辨率低。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的水溶性荧光碳点检测指纹分辨率低的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种油溶性碳点在指纹检测中的应用。油溶性碳点因为与有机溶剂有良好的互溶性，手指上往往携带有油脂(有机物)、氯化钠、等分泌物，使得其在指纹检测方面具有潜在的应用价值。
5.本发明通过利用含有硫和氮元素的前驱体得到了具有红色发光的固态油溶性碳点，碳点发光中心为620nm，发光来源于碳点表面态发光，由于其油溶性特性，该固态油溶性碳点在指纹防伪方面具有潜在应用价值，方便快捷、绿色环保、应用性强，商用价值高。
6.本发明的目的通过下述技术方案实现：
7.一种油溶性碳点在指纹检测中的应用，所述油溶性碳点按照以下制备方法制备得到：
8.将501.0mg二硫代水杨酸加入50ml醋酸溶液中搅拌至完全溶解，加入2.5ml乙二胺，搅拌2h，随后将混合溶液转入反应釜中，加热至160
‑
200℃保温4
‑
12h；自然冷却至室温，将反应后溶液倒入沸水中，过滤，干燥，得到油溶性碳点。
9.所述在指纹检测中的应用具体按照以下操作步骤：首先用肥皂和水洗手，再用手指划过额头，分别按在玻璃、纸或塑料片基材上；然后采用经典的粉喷法将油溶性碳点洒在指纹所在的位置；接着，用刷子轻轻地擦掉多余的粉末；最后，在紫外灯下看到亮红色的指纹荧光图案。
10.所述搅拌为磁力搅拌；所述反应釜为聚四氟乙烯内衬反应釜，其容积为100ml；所
述加热为烘箱加热。
11.所述沸水为加热至沸的二次蒸馏水；所述干燥为烘箱60℃干燥。
12.本发明方法使用的二硫代水杨酸前驱体是合成疏水性和水溶性发光碳点的关键，二硫代水杨酸本身是很难溶于水的，本身具有疏水作用。
13.与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
14.(1)本发明油溶性碳点原料廉价易得，方法绿色环保，合成工艺简单方便。
15.(2)本发明油溶性碳点应用性强，可以实现在多种基材表面进行指纹检测。
16.(3)本发明油溶性碳点为疏水性和油溶性，应用性强。
17.(4)指纹检测效果好，本发明制备的油溶性碳点的高量子效率的固态荧光发光特性。在多种基材表面成功检测到潜在指纹(lfps)；由于荧光信号的高对比度，所有样本的脊图案，如弓形，环，和轮，分类为一级，被清楚地识别；将该碳点制备的指纹图谱的6个部分进行放大，分别观察到分叉、岛、终止、眼、核、脊发散和交叉特征点。
附图说明
18.图1为油溶性碳点的荧光光谱图。
19.图2为油溶性碳点的xrd谱图。
20.图3为油溶性碳点的红外谱图。
21.图4为油溶性碳点的透射电镜和高分辨透射电镜图。
22.图5为指纹检测图。
23.具体实施方法
24.下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
25.实施例1：油溶性碳点的制备
26.首先将501.0mg二硫代水杨酸加入50ml醋酸溶液中搅拌至完全溶解，加入2.5ml乙二胺，搅拌2h，随后将混合溶液转入反应釜中，加热至170℃保温10h；自然冷却至室温后，将反应后溶液倒入1l沸水中，过滤，烘箱60℃干燥，得到纯净的油溶性碳点。
27.图1为油溶性碳点荧光光谱图，从图中可以看到碳点并无明显激发依赖现象，它的发射波长不随着激发波长红移而红移，碳点的发光中心始终在红光区域620nm，最佳激发在560nm处。图2为油溶性碳点的xrd图，在以2θ＝22.6
°
为中心的衍射峰可以指向无定形cds，证明碳点的生成。图3为油溶性碳点的红外图谱，从图中我们可以看到碳点表面具有丰富官能团，s
‑
h，c＝o/c＝n，c
‑
n以及s
‑
s。图4为油溶性碳点的透射电镜图，图中碳点粒子分散性好，粒子大小在3
‑
5nm范围内且具有明显的晶格条纹。
28.实施例2：时间检测标签的制备
29.首先用肥皂和水洗手，再用手指划过额头，分别按在玻璃、纸和塑料片等基材上；然后采用经典的粉喷法将实施例1所得油溶性碳点洒在指纹所在的位置；接着，用刷子轻轻地擦掉多余的粉末；最后在紫外灯下可以清楚地看到亮红色的指纹荧光图案。图5展示了指纹图，从图中可以观察到明显的指纹特征，包括弓形，环，和轮。将碳点制备的指纹图谱的6个部分进行放大，分别观察到分叉、岛、终止、眼、核、脊发散和交叉特征点。
30.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，
均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种油溶性碳点在指纹检测中的应用，其特征在于：所述油溶性碳点按照以下制备方法制备得到：将501.0mg二硫代水杨酸加入50ml醋酸溶液中搅拌至完全溶解，加入2.5ml乙二胺，搅拌2h，随后将混合溶液转入反应釜中，加热至160
‑
200℃保温4
‑
12h；自然冷却至室温，将反应后溶液倒入沸水中，过滤，干燥，得到油溶性碳点。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述搅拌为磁力搅拌；所述反应釜为聚四氟乙烯内衬反应釜，其容积为100ml；所述加热为烘箱加热。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述沸水为加热至沸的二次蒸馏水；所述干燥为烘箱60℃干燥。

技术总结
本发明属于纳米材料技术领域，公开了一种油溶性碳点在指纹检测中的应用。所述油溶性碳点按照以下制备方法制备得到：将501.0mg二硫代水杨酸加入50ml醋酸溶液中搅拌至完全溶解，加入2.5mL乙二胺，搅拌2h，随后将混合溶液转入反应釜中，加热至160


技术研发人员：刘应亮 许晓凯 胡超凡 庄健乐 董汉武 雷炳富 张学杰 张浩然 李唯
受保护的技术使用者：华南农业大学
技术研发日：2021.04.22
技术公布日：2021/10/19