一种聚集诱导电化学发光的疏水性碳量子点的制备方法及其应用

本发明涉及电化学发光材料领域，具体涉及一种疏水性碳量子点的制备方法。

背景技术：

1、2001年，唐本忠院士在研究硅杂环戊二烯衍生物的发光行为时提出了聚集诱导发光（aie）的概念，这与分子聚集引发的聚集诱导淬灭（acq）效应正好相反，它克服了无处不在的聚集造成的猝灭效应所带来的棘手障碍。电化学发光（ecl），又称电致化学发光，是由电化学和化学发光结合的一种分析技术。电化学发光体系中常见的发光体包括无机发光材料如三（联吡啶）-钌（ru(bpy)32+）及其衍生物、有机发光材料如鲁米诺、苝及其衍生物，以及基于纳米材料的发光体如金属纳米团簇、半导体量子点等，这些发光体在ecl技术中起着至关重要的作用。然而，在传统的电化学发光体系中，发光分子需要分散在溶剂相中才能发光，当发光分子结构中的芳香环之间发生强烈的π-π相互作用或者由于分子在溶剂相中的不溶时会受到acq效应的影响，从而导致ecl强度降低甚至猝灭，这一缺陷限制了有机发光体在水相中的进一步发展。

2、de cola团队于2017年首次将基于荧光的aie扩展到电化学发光的aie，提出当聚集态下分子具有类似于聚集诱导发射的电化学发光增强行为时，称为聚集诱导电化学发光（aiecl）。传统的碳量子点（cqds）大多数都表现出高的亲水性和低的疏水性，无法直接利用疏水相互作用等非共价方式构建新型的aie和aiecl发光材料。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种具有聚集诱导发光性能的疏水性碳量子点（hcqds）的制备方法。

2、本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：

3、一种聚集诱导电化学发光的疏水性碳量子点的制备方法，包括以下步骤：

4、（1）称取溴化十六烷基吡啶，加入超纯水，超声并振摇使其完全溶解，然后用碱溶液调节反应体系ph值，振摇混匀，转移进聚四氟乙烯内衬中，加热反应，自然冷却至室温；

5、（2）将步骤（1）所得的产物于室温静置沉淀，取上清液经0.22 mm滤膜过滤，得到的滤液用透析袋透析，得透析液；

6、（3）将步骤（2）中得到的透析液利用旋转蒸发仪浓缩，再冷冻干燥，得到黄棕色固体，备用。

7、进一步，所述步骤（1）中，溴化十六烷基吡啶的质量为0.256 g~0.384 g。

8、进一步，所述步骤（1）中，超纯水的体积为20~30 ml。

9、进一步，所述步骤（1）中，碱溶液为氢氧化钠、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠中的任意一种，优选为氢氧化钠。

10、进一步，步骤（1）中碱溶液调节反应体系ph值至9~12，优选为11~12。

11、进一步，所述步骤（1）中，加热反应温度为180~200 ℃，反应时间为4~12 h。

12、进一步，所述步骤（2）中，透析袋的截留分子量为 500-1000 da，透析时间为24~48h。

13、本发明上述的方法制得一种聚集诱导电化学发光的疏水性碳量子点。

14、上述疏水性碳量子点在制备电化学发光器件中的应用；进一步地，本发明使用三电极系统进行电化学发光检测，，ecl信号随着cr（vi）浓度的增加而降低，并在2.5 ×10-6~10-4 mol/l范围内与cr（vi）浓度呈良好的线性关系，线性方程为i0-i= -8.27×107 ccr6++1898.12，检测限为0.84 mmol/l。

15、本发明的有益效果为：

16、本发明以含有长烷烃链及吡啶环的溴化十六烷基吡啶作为碳源，通过一步水热法制备得到的疏水性碳量子点，不仅有效克服传统亲水性cqds聚集引起的光学猝灭现象，还具有聚集诱导电化学发光效应；疏水性碳量子点可作为一种新型的聚集诱导发光试剂用于电化学发光体系的构建，且可用于药物分析领域重金属检测。

技术特征：

1.一种聚集诱导电化学发光的疏水性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：步骤（1）中溴化十六烷基吡啶的用量为0.256 g~0.384 g。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中超纯水的体积为20~30 ml。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的碱溶液为氢氧化钠、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠中的任意一种，优选为氢氧化钠。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中碱溶液调节反应体系ph值至9~12，优选为11~12。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中加热反应温度为180~200℃，反应时间为4~12 h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中透析袋的截留分子量为500~1000 da，透析时间为24~48 h。

8.一种聚集诱导电化学发光的疏水性碳量子点，其特征在于：是由权利要求1～7任何一项所述的制备方法制备得到。

9.权利要求8所述的疏水性碳量子点的应用，所述疏水性碳量子点在制备电化学发光器件中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：使用三电极系统进行电化学发光检测，ecl信号随着cr（vi）浓度的增加而降低，并在2.5×10-6~10-4 mol/l范围内与cr（vi）浓度呈良好的线性关系，线性方程为i0-i= -8.27×107ccr6++1898.12，检测限为0.84 mmol/l。

技术总结
本发明公开了一种聚集诱导电化学发光的疏水性碳量子点的制备方法及其应用，包括以下步骤：将溴化十六烷基吡啶溶于水，随后加入少量碱溶液调节pH值，混合后置于反应釜中进行高温高压反应；反应结束后取上清液过滤、透析、冻干，得到所述的疏水性碳量子点。本发明制备得到的疏水性碳量子点具有聚集诱导电化学发光效应，该材料可用于制备电化学发光器件。

技术研发人员：雷云,刘爱林,韩舒桦,黄林小,张宇,程章健
受保护的技术使用者：福建医科大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15