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专利号: 2023104825214
申请人: 广州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种空心二氧化锰/碳点复合材料的制备方法,其特征在于,所述复合材料包括空心二氧化锰和碳点,所述空心二氧化锰和所述碳点的质量比为(20‑30):(5‑10);

所述复合材料的制备方法,包括以下步骤:

使用氨基类硅烷偶联剂修饰空心二氧化锰,得到表面修饰有氨基的空心二氧化锰,使用环氧类硅烷偶联剂修饰碳点,得到表面修饰有环氧基的碳点;然后,将表面带有氨基的空心二氧化锰和表面带有环氧基的碳点进行复合,得到空心二氧化锰/碳点复合材料;其中,氨基与环氧基发生化学反应,在氨基与环氧基化学键的作用下以及空心二氧化锰的限域作用下,碳点负载在空心二氧化锰的表面;

所述空心二氧化锰的内径为200‑250nm,壳层厚度为25‑30nm。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述碳点的粒径为6‑9nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,使用氨基类硅烷偶联剂修饰空心二氧化锰时,向空心二氧化锰中加入无水乙醇和水,回流加热至55‑65℃时,加入氨基类硅烷偶联剂,继续反应3‑5h,反应完成后,经离心洗涤后,将沉淀分散在无水乙醇中,得到修饰后的空心二氧化锰分散液;

其中,所述氨基类硅烷偶联剂包括3‑氨基丙基三乙氧基硅烷、3‑氨基丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基三甲氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、苯胺基甲基三甲氨基硅烷、N‑β(氨乙基)‑γ‑氨丙基三甲氧基硅烷和N‑β(氨乙基)‑γ‑氨丙基二甲氧基硅烷中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,使用环氧类硅烷偶联剂修饰碳点时,向碳点中加入无水乙醇和水,回流加热至55‑65℃时,加入环氧类硅烷偶联剂,继续反应3‑

5h,得到修饰后的碳点分散液;

其中,所述环氧类硅烷偶联剂包括γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ‑缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、环氧环己基甲基二甲氧基硅烷、环氧环己基甲基二乙氧基硅烷和γ‑(2,3‑环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅氧烷中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,修饰后的空心二氧化锰和碳点进行复合时,将修饰后的空心二氧化锰分散液加入到修饰后的碳点分散液中,于55‑65℃下加热回流1‑3h,冷却至室温,分离沉淀,得到空心二氧化锰/碳点复合材料。

6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,空心二氧化锰、无水乙醇、水和氨基类硅烷偶联剂的体积比为(4‑6):(10‑20):(2‑6):(0.5‑1.5),其中,所述空心二氧化锰的质量浓度为4‑6mg/mL。

7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,碳点、无水乙醇、水和环氧类硅烷偶联剂的体积比为(0.3‑0.7):(10‑20):(2‑6):(0.5‑1.5),其中,所述碳点的质量浓度为10‑20mg/mL。

8.一种空心二氧化锰/碳点复合材料,其特征在于,根据权利要求1‑7任一项所述的制备方法制备得到。

9.权利要求8所述空心二氧化锰/碳点复合材料的应用,其特征在于,所述空心二氧化锰/碳点复合材料在防伪和光学信息领域中的应用。