一种碳量子点玻璃涂料的制备方法

摘要

本发明公开一种碳量子点玻璃涂料的制备方法，属于碳量子点复合材料领域；一种碳量子点玻璃涂料的制备方法包括步骤如下：将柠檬酸与去离子水以及尿素/乙二胺均匀混合后，水浴加热并进行分散制备得到碳量子点溶液；然后将碳量子点溶液与正硅酸乙酯按照比例混合，并加入反应促进剂(乙酰丙酮或乙基纤维素)，制备得到碳量子点‑正硅酸乙酯混合溶液，即玻璃涂料；通过将碳量子点‑正硅酸乙酯混合溶液均匀分散在玻璃面板上，最终得到无孔隙、耐热且稳定的玻璃面板。

权利要求

1.一种碳量子点玻璃涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将柠檬酸与尿素/乙二胺混合在去离子水中，摩尔比为2：1，均匀混合成100ml溶液；

S2，对上述溶液进行水浴加热；

S3，水热处理后的溶液在磁力搅拌器中进行分散，接着冷却后保存混合溶液；

S4，将正硅酸乙酯溶液与S3中的混合溶液按照1：(1‑2)的质量比均匀混合，调节pH值为碱性，同时添加反应促进剂；

所述反应促进剂为乙酰丙酮或乙基纤维素。

2.根据权利要求1所述的一种碳量子点玻璃涂料的制备方法，其特征在于，所述S2中，水浴加热在水热釜中，在180℃下水热处理10h。

3.根据权利要求1所述的一种碳量子点玻璃涂料的制备方法，其特征在于，所述S3中，溶液在磁力搅拌器中40℃下分散24h。

4.根据权利要求1所述的一种碳量子点玻璃涂料的制备方法，其特征在于，所述S1和S4中均超声混合。

5.根据权利要求1所述的一种碳量子点玻璃涂料的制备方法，其特征在于，所述S4中，通过加入氨水来将pH值调节为碱性。

6.根据权利要求5所述的一种碳量子点玻璃涂料的制备方法，其特征在于，所述氨水采用滴加的方式加入溶液中。

7.一种碳量子点玻璃涂料，其特征在于，使用权利要求1‑6任一项所述的方法制备。

8.一种玻璃面板，涂有权利要求7所述的涂料。

说明书

一种碳量子点玻璃涂料的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于碳量子点复合材料领域，具体涉及一种碳量子点玻璃涂料的制备方法。

背景技术

[0002] 碳量子点作为一类准零维碳纳米材料，碳量子点有优秀的光学性质，良好的水溶性、低毒性、环境友好、原料来源广、成本低、生物相容性好等诸多优点。碳量子点的一个突出特点，也是发现和应用碳量子点最初需要的性质就是它具有光致发光的特性，通俗来说，具有良好水溶性的碳量子点在光照下，其自身会发出明亮的荧光，而且它的光学稳定性很好。而现有技术中的玻璃面板存在机械强度不足、耐热性不佳的问题，影响玻璃的使用寿命。

发明内容

[0003] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种碳量子点玻璃涂料的制备方法，制备的碳量子点玻璃涂料能够使玻璃面板具有更好的机械强度和耐热性。

[0004] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

[0005] 一种碳量子点玻璃涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0006] S1，将柠檬酸与尿素/乙二胺混合在去离子水中(摩尔比为2：1)，均匀混合成100ml溶液；

[0007] S2，对上述溶液进行水浴加热；

[0008] S3，水热处理后的溶液在磁力搅拌器中进行分散，接着冷却后保存混合溶液；

[0009] S4，将正硅酸乙酯溶液与S3中的混合溶液按照1：(1‑2)的质量比均匀混合，调节PH值为碱性，同时反应促进剂。

[0010] 进一步地，在S2中，水溶液在水热釜中，在180℃下水热处理10h。

[0011] 进一步地，所述S3中，溶液在磁力搅拌器中40℃下分散24h。

[0012] 进一步地，所述S1和S4中均超声混合。

[0013] 进一步地，所述S4中，通过加入氨水来将pH值调节为碱性。

[0014] 进一步地，所述氨水采用滴加的方式加入溶液中。

[0015] 进一步地，所述反应促进剂为乙酰丙酮或乙基纤维素。

[0016] 一种碳量子点玻璃涂料，使用上述的方法制备。

[0017] 一种玻璃面板，涂有上述的涂料。

[0018] 本发明的有益效果：

[0019] 1、碳量子点玻璃涂料复合的玻璃比普通的玻璃具有更好的机械强度、耐热性和密封性。

[0020] 2、碳量子点无毒无害，对于环境的保护更好。

[0021] 3、采用混合正硅酸乙酯的方法，直接利用正硅酸乙酯在碱性条件下的水解反应机理，制备出结合更紧密的薄膜复合在玻璃表面上。

[0022] 4、本发明采用的是水热的方法制备出碳量子点，再采用超声混合的方法与正硅酸乙酯溶液混合；相较于市面上已经报道的涂料具有工艺简单，分散性好，对环境保护，操作方便的特点，利用溶液的水解反应，直接复合得出最终产物；

[0023] 5、所制备的碳量子点玻璃涂料可被用于促进光伏建筑一体化(BI PV)，促进掺杂碳量子点应用于半导体行业领域。

附图说明

[0024] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0025] 图1是本发明碳量子点SEM图。

具体实施方式

[0026] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0027] 实施例1：

[0028] 一种碳量子点玻璃涂料的制备方法，包括以下步骤：

[0029] S1，取5g的柠檬酸和0.7816g的尿素，以柠檬酸为碳源，尿素为氮源，加入去离子水配制成100mL的混合溶液并在超声中均匀分散；

[0030] S2，将上述混合溶液加入水热釜中在180℃下水热处理10h；

[0031] S3，取水热处理后的溶液放置在磁力搅拌器中40℃下分散24h，冷却后并保存混合溶液；

[0032] S4，取适量的正硅酸乙酯溶液与上述混合溶液按照1：1的比例超声均匀混合，加入氨水来将pH值调节为碱性，同时再加入反应促进剂(适量的乙酰丙酮或乙基纤维素)，即得碳量子点玻璃涂料。

[0033] 需要注意的是，氨水采用滴加的方式缓慢加入，防止产生沉淀。

[0034] 实施例2：

[0035] S1，取5g的柠檬酸和0.7816g的尿素，以柠檬酸为碳源，尿素为氮源，加入去离子水配制成100mL的混合溶液并在超声中均匀分散；

[0036] S2，将上述混合溶液加入水热釜中在180℃下水热处理10h；

[0037] S3，取水热处理后的溶液放置在磁力搅拌器中40℃下分散24h，冷却后并保存混合溶液；

[0038] S4，取适量的正硅酸乙酯溶液与上述混合溶液按照1：2的比例超声均匀混合，加入氨水来将pH值调节为碱性，同时再加入反应促进剂(适量的乙酰丙酮或乙基纤维素)，即得碳量子点玻璃涂料。

[0039] 实施例3：

[0040] S1，取5g的柠檬酸和0.7821g的乙二胺，以柠檬酸为碳源，乙二胺为氮源，加入去离子水配制成100mL的混合溶液并在超声中均匀分散；

[0041] S2，将上述混合溶液加入水热釜中在180℃下水热处理10h；

[0042] S3，取水热处理后的溶液放置在磁力搅拌器中40℃下分散24h，冷却后并保存混合溶液；

[0043] S4，取适量的正硅酸乙酯溶液与上述混合溶液按照1：1的比例超声均匀混合，加入氨水来将pH值调节为碱性，同时再加入反应促进剂(适量的乙酰丙酮或乙基纤维素)，即得碳量子点玻璃涂料。

[0044] 实施例4：

[0045] 1)取5g的柠檬酸和0.7821g的乙二胺，以柠檬酸为碳源，乙二胺为氮源，加入去离子水配制成100mL的混合溶液并在超声中均匀分散。

[0046] 2)将上述混合溶液加入水热釜中在180℃下水热处理10h。

[0047] 3)取水热处理后的溶液放置在磁力搅拌器中40℃下分散24h，冷却后并保存混合溶液。

[0048] 4)取适量的正硅酸乙酯溶液与上述混合溶液按照1：2的比例超声均匀混合，加入氨水来将pH值调节为碱性，同时再加入反应促进剂(适量的乙酰丙酮或乙基纤维素)，即得碳量子点玻璃涂料。

[0049] 本发明中，通过制备的碳量子点与正硅酸乙酯(TEOS)溶液混合，借助正硅酸乙酯在碱性条件下的水解反应，水解后产生以硅氧结构为主的三维网状凝胶物的水解产物是具有硬度粘接作用的，而TEOS本身没有粘接自硬作用，而是在酸碱条件下发生水解后的水解产物具有硬度粘接作用；TEOS碱性水解取决于高浓度的OH–离子溶剂，为一级反应，水解‑聚合反应相对缓慢，且水解产物不稳定，立即产生凝胶，我们可以使用氨水调节pH值，使溶液处在碱性条件下，但不能过多，否则会产生沉淀；而在碱催化时，乙酰丙酮或乙基纤维素等添加剂有利于凝胶的形成，且TEOS制备耐高温涂料时热固化后呈无机膜。

[0050] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0051] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。