Page 33 - 《精细化工》2022年第8期

第 8 期 李 洁，等: 三基色荧光碳点制备及呈色特性的研究进展 ·1533·

器，探明 CDs 荧光发光与呈色机理，找到荧光色自 （0.33，0.33），QY 为 39%，结果表明，发射的是
主调控的方案，准确制备出多系列的三基色荧光 彩度为 0 的纯白光。制备在通用紫外光 365 nm 激发
CDs，使通过加色法合成全色系荧光材料成为可能， 下发射红、绿、蓝三基色的 CDs，不仅可合成白光，
并可为其他类量子点光学性质的研究提供理论参考。 还可简单合成多色荧光，这对光学器件的制备，如
4.3 三基色荧光功能性应用 精确调控发光二极管的色温与亮度具有重要意义。
常见的荧光材料有荧光蛋白 [97] 、半导体量子点
荧光材料 [98] 、有机荧光材料 [99] 、稀土配合物 [100] 等。
但就目前的研究情况来看，CDs 是在低成本条件下
最有可能制备出三基色荧光的物质。三基色 CDs 荧
光依据格拉斯曼色彩混合定律可以实现在全色域范
围内的荧光可调，极大地优化并拓宽了其应用功能。
制备生物相容性良好的 CDs，结合其特殊性质，对
光电器件、防伪、检测等领域都具有重要意义，混

合后的 CDs 进一步扩大了色域，可与助剂混合制备 图 7 三基色 CDs 混合在紫外光下呈现多色荧光 [66] （a）
出无毒无害的织物染料、印刷油墨、涂布剂等工业 和高强度白光 [87] （b）
原料，设计在各类包装图案上增强其视觉感受和防 Fig. 7 Multi-color fluorescence [66] (a) and high-intensity
white light [87] (b) presented by mixture of three
伪性能，还可用于墙纸、舞台背景、户外广告等，
primary color CDs under ultraviolet light
表现出特殊的艺术效果。
4.3.1 光电材料 4.3.2 油墨防伪
2015 年，JIANG 等 [66] 将不同体积比的红、绿、 将 CDs 与其他材料复合，如海藻酸钠、聚乙二
蓝三色 CDs 与适量聚乙烯醇（PVA）混合，如图 7a 醇、环氧硅胶等，还可制备高亮度全色发光的油墨
所示，首次制备了在紫外光下显示多种荧光色的 和发光体。现有的荧光防伪油墨大多是利用 CDs 自
CDs/PVA 复合薄膜，发掘了 CDs 在制备全色发射柔 身的激发波长依赖性、pH 响应性、金属离子猝灭性
性材料中的潜力，未来或许可以制备出柔性全彩显 和温度响应等特性达到防伪目的。2020 年，YANG
示器等光电器件。2018 年，DING 等 [87] 制备了在紫 等 [17] 制备了具有 pH、温度和激发波长依赖 3 种响应
外光下发射高亮度白光的 CDs 溶液和薄膜，如图 7b 特性的 CDs 水溶性荧光油墨，将其应用于喷墨印刷，
所示，且该薄膜的国际照明委员会（CIE）色坐标为 在相同承印物上打印出马头图案，如图 8 所示。

图 8 CDs 喷墨印刷油墨防伪示意图 [17]
Fig. 8 Schematic diagram of anti-counterfeiting of CDs inkjet printing ink [17]

该图案在不同的条件下显示不同的颜色，可隐 了变化。倘若能将三基色 CDs 加色法应用于喷墨印
藏大量加密信息，有望用于高级加密，但仍可以看 刷中，结合 CDs 的任一响应特性，就可以使印刷图
出，该 CDs 油墨在外界刺激变化不明显时整体发射 案在较小刺激下发生明显的光色或者图像变化，这
光色变化也不明显，如 365 nm 激发下的马头图案在 对高端油墨防伪领域具有重大意义 [101] 。
温度为 223、273 和 323 K 时分别显示深青色、青色 4.3.3 环境检测
和浅紫色，整体光谱变化不大，只是荧光强度发生 基于对部分化合物和金属离子的响应特性，