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第 11 期                   郭明媛，等:  香豆素修饰的碳量子点光稳定剂的制备与性能                                   ·1949·


                 扩大高得率浆（简称 HYP）的使用是解决造纸                        有限公司；1000D 透析袋（截留相对分子质量 1000
            工业木材资源短缺和环境污染两大问题的有效途径                             Da），美国 Viskase 公司；杨木化机浆，湖南岳阳纸
                 [1]
            之一 。与传统的机械浆比较，高得率浆具有较高                             业有限公司。
            的强度和白度，但是由于其含有大量的木素和半纤                                 傅里叶变换红外光谱仪（FTIR），VECTOR-22
            维素，在光热的作用下容易发生光致返黄，导致其                             型，德国 Brucher 公司；透射电子显微镜（TEM），
            在多种纸张的应用中受到限制。Cockram 曾调查得                         Tecnai G2 F20 S-TWIN 型，美国 FEI 公司；X 射线
            出，如果高得率浆的白度损失在未来的 3~12 个月内                         光电 子能谱仪 (XPS) ， AXIS SUPRA 型， 日本
                                                  [2]
            控制在 3%下，高得率浆用量可增加 2~6 倍 。因此，                       Shimadzon 公司；纳米粒度分析仪，ZEN-3690 型，
            如何避免或抑制机械浆、化学机械浆等高得率浆的                             英国 Malvern 公司；紫外-可见分光光谱仪（UV-vis），
            返黄是多年来造纸工作者迫切期望解决的问题之一                             Specord50 型，德国 Jena 公司；荧光热释光谱仪，
            [3-4] 。通过添加光稳定剂来抑制高得率浆返黄被认为                        FluoroMax-4P 型，日本 HORIBA-Scientific 公司；
            是最有希望实现产业化且经济的可行方法                  [5-7] 。但是传     台式数显白度仪，HD-A822 型，厦门海达仪器有限
                                                        [8]
            统的光稳定剂大多有毒，光稳定性差，水溶性差 。
                                                               公司；台式紫外耐气候实验箱，ZW-100L 型，西安
            因此，开发一种水溶性好、稳定性强、环境友好型
                                                               同晟仪器制造有限公司；纸片抄取器，BBS-3 型，
            光稳定剂具有重大意义。
                                                               德国 HG 公司；偏光显微镜，DK-POL 型，重庆奥
                 碳量子点（Carbon dots，CQDs）是纳米尺寸的
                                                               特光学仪器有限责任公司；磁力搅拌仪，MYP11-2
            新型类球形结构的碳纳米荧光材料。因其具有化学
                                                               型，上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司。
            稳定性好、耐光漂白、易于功能化和低生物毒性等
                                                               1.2  制备
            特点而备受研究者的青睐。通过对碳量子点进行表
            面修饰可实现其功能化，使其在生物成像                     [9-10] 、荧   1.2.1  7-氨基-4-甲基香豆素（AMC）的合成
            光传感    [11-12] 、光催化 [13] 、纤维材料 [14] 、医疗 [15] 和光        参照文献[18]方法合成 AMC，产量 6.11 g，产
            电子器件     [16-17] 等领域具有广泛的应用前景，但将碳                  率 40.3%，合成路线如下。

            量子点应用于光稳定剂领域的研究却鲜有报道。
                 碳量子点本身水溶性极好，但是荧光性能较差，
            香豆素是一种无毒环保的强光稳定剂，但是自身水
            溶性差。本文采用 EDC/NHS 酰胺反应将 7-氨基-4-
            甲基香豆素修饰到碳量子点表面，通过协同作用                              1.2.2   未修饰碳量子点光稳定剂（CQDs）的制备
            制备出一种水溶性好且环保无毒的光稳定剂 AMC-                               参照文献[19]方法合成 CQDs。然后，用质量分
            CQDs。考察了其对高得率浆纸张的增白和抗紫外老                           数为 10%的氢氧化钠溶液调体系 pH 至 6，通过离心
            化效果；运用 1931-CIE 色度坐标，初步探究了纸张                       （10000 r/min）取上清液，即为未修饰的碳量子点
            返黄过程的色度变化规律，浅析了运用 1931-CIE 色                       溶液。
            度坐标针对不同纸张选取不同光稳定剂的方法和                              1.2.3  AMC-CQDs 的制备
            意义。                                                    称取 0.1 g（0.869 mmol）NHS、0.2 g（1.04 mmol）
                                                               EDC 溶于 20 mL 磷酸缓冲液（10 mmol/L，pH=
            1   实验部分
                                                               6） [20-21] 后，迅速与 30 mL 未修饰的碳量子点溶液共
            1.1   试剂与仪器                                        混，并置于水热反应釜中，室温避光磁力搅拌反应
                 柠檬酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、N-羟基琥                         1 h。然后加入 0.21 g（1.2 mmol）7-氨基-4-甲基香
            珀酰亚胺（NHS，BR）、1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)                     豆素，室温避光磁力搅拌反应 6 h。所得反应液用
            碳二亚胺盐酸盐（EDC，BR），国药集团化学试剂                           0.22 μm 滤膜过滤并透析纯化 48 h 后，旋蒸干燥，
            有限公司；氢氧化钠(AR)，天津科密欧化学试剂有                           即得淡 黄 色粉末 状 碳量子 点 光稳定剂
            限公司；硫酸奎宁(AR)，上海阿拉丁生化科技股份                           （AMC-CQDs），合成路线如下所示。
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