Page 117 - 《精细化工》2020年第2期

第 2 期 陈良哲，等: 水溶性碳量子点的制备及防伪应用 ·319·

率，计算公式如下：
m
 / %   100 （1）
m R
式中：φ 为 CQDs 的产率，%；m 为 CQDs 的质量，
mg；m R 为壳聚糖的质量，mg。
1.3.2 荧光量子产率计算
CQDs 的相对荧光量子产率采用参比法 [21] 获得，
通过与参照物（硫酸奎宁，0.1 mol/L 的 H 2 SO 4 为溶
剂，λ ex =366 nm，Q R =53%）的波长积分强度对比获
得，在测试过程中，样品溶液的光密度控制在
0.01~0.10，荧光量子产率（%）的计算公式如下：
I A n 2
Q  Q R （2）
R
I R A n R 2
式中：Q 和 Q R 为 CQDs 和参照物的荧光量子产率，
%；I 和 I R 为 CQDs 和参照物综合荧光发射强度；A
和 A R 为 CQDs 和参照物吸光度；n 和 n R 为 CQDs
和参照物折射率（以水为溶剂时，均为 1.333）。
1.3.3 测试方法
FTIR 表征：采用溴化钾压片法，将 CQDs 粉末
与溴化钾研磨均匀后压制成透明薄片，设定波数范
–1
围为 4000~400 cm ，进行 FTIR 测试。
TEM 制样：将 CQDs 粉末超声分散在乙醇溶液
中，以 200 目的铜网为载体，捞取并在红外灯下干
燥后进行 TEM 测试。
XRD 表征：将 CQDs 粉末平铺于玻璃片的凹槽
中，设定角度范围为 2θ=10°~80°，进行 XRD 测试。

荧光表征：将 0.05 mg/L 的 CQDs 溶液置于
360 nm 的激发光下，设定波长范围为 375~700 nm， a—壳聚糖质量浓度；b—温度；c—时间
图 2 不同反应条件下制得 CQDs 的红外光谱图
进行荧光光谱测试。
Fig. 2 FTIR spectra of CQDs under different conditions
UV-Vis 表征：将 0.1 mg/L 的 CQDs 溶液转移至
比色皿中，设定波长范围为 225~700 nm，进行 表 1 不同制备条件下 CQDs 的产率
UV-Vis 光谱测试。 Table 1 Yields of CQDs under different preparation conditions
防伪测试：将 CQDs 粉末配制成 0.1 mg/L 的墨 条件 壳聚糖质量浓度/（g/L） 温度/℃ 时间/h
水后，以无背景荧光的证券纸为承印物，利用喷墨 10 20 40 140 180 220 8 12 16
打印机输出样张，并分别在自然光和 365 nm 紫外光 产率/% 1.27 0.68 0.54 – 1.27 1.09 0.94 1.27 1.29

下观察图像。
图 2a 为控制壳聚糖质量浓度（10~40 g/L），在
2 结果与讨论 180 ℃下反应 12 h 后制得的 CQDs 的 FTIR 谱图。由
–1
图 2a 可知，壳聚糖在 3400 cm 处的强吸收峰对应羟
2.1 反应条件的考察 基 O—H 和氨基 N—H 的伸缩振动，2900 cm 处的
–1
在 CQDs 的形成过程中，壳聚糖链被破坏，吡 吸收峰归结于 C—H 的伸缩振动 [23] ，1620 cm 处的
–1
喃糖结构不断降解，因此，吡喃糖骨架红外特征峰 吸收峰属于 N—H 的弯曲振动，1130~1042 cm 处
–1
的消失是判断 CQDs 形成的主要标志之一 [22] 。本文 的吸收峰对应吡喃糖结构中 C—O—C 骨架伸缩振
通过调控水热过程中的条件（壳聚糖质量浓度、反 动。 相较于壳聚糖，制得的 CQDs 在 3400 和
–1
应时间和温度），利用 FTIR 对吡喃糖结构进行监控， 1620 cm 处归属于 O—H 和 N—H 的吸收峰得到保
–1
计算 CQDs 产率，探究制备条件对 CQDs 表面官能 留；2900 cm 处的 C—H 伸缩振动峰有所减弱。这
团和产率的影响，结果如图 2 和表 1 所示。 可能是由于团聚成球后，CQDs 表面被—OH 和—