本發明屬于光學油墨。更具體地，涉及一種印刷光學材料用量子點油墨及其制備方法。

背景技術：

1、碳量子點自發現以來，由于其優異的化學穩定性、低毒性、熒光性、光學穩定性、原料廣泛和成本低等特點而被廣泛應用于生物醫藥、熒光探針和電化學能源等領域。

2、在傳統的熒光防偽油墨中，，光敏變色油墨因其綠色無毒、底色精細、干燥快、墨層薄等優點而備受青睞；但是，光敏變色油墨的制造成本較高，其光變或熒光效應也不甚理想，而且它在外激發光作用下所呈現的熒光效應還極大地受限于熒光填料的結構、性能和用量。與金屬框架或稀土元素和有機化合物配合形成傳統熒光填料相比，碳量子點具有顆粒尺寸更加規整、毒性低、熒光效果好、碳源來源廣泛、制備工藝簡單等優點，其作為熒光填料制備熒光防偽油墨的應用前景更為廣闊。碳量子點的碳源前體主要包括兩大類，一是非生物質碳源材料，如鈷酞菁等材料，但是由這類原料所制備的碳量子點大多具有較強的毒性；另一類是相較于非生物質碳源原料在自然界中分布更廣的生物質碳源材料，由這類材料制備所得的碳量子點的毒性低。木質纖維素是一種典型的生物質碳源前驅體材料，相較于纖維素、半纖維素，木質素的利用率最低。

3、但是，目前來看，仍然存在的瓶頸問題為：木質素的化學結構復雜，含有多種的c-o和c-c鍵，這些鍵的強度范圍較廣，導致木質素在解聚過程中涉及多種化學變化，影響因素復雜，難以精確控制產物的化學組成、尺寸和性質。尤其是，在制備過程中，經常需要對木質素進行摻雜，雜原子摻雜可以調控碳量子點的激發依賴發光行為，但目前對于木質素基碳量子點的雜原子摻雜過程缺乏有效的控制手段，難以實現對其發光行為的精確調控。

技術實現思路

1、本發明要解決的技術問題是：針對傳統量子點油墨中，以木質素碳量子點作為原料時，原料在制備過程中，難以精確調控木質素量子點的性質，導致產品性能無法精確調控，不同批次之間性能差異較大的問題?；谏鲜鲭y題，本發明提供了一種印刷光學材料用量子點油墨及其制備方法。

2、本發明的目的是提供一種印刷光學材料用量子點油墨的制備方法。

3、本發明的另一目的是提供一種印刷光學材料用量子點油墨。

4、本發明上述目的通過以下技術方案實現：

5、一種印刷光學材料用量子點油墨的制備方法，具體制備步驟包括：

6、木質素碳量子點的制備：

7、將脫堿木質素和水混合后，靜置溶脹，再于壓力為6.0-8.0mpa，溫度為180-220℃條件下，保溫保壓后，瞬間泄壓至常壓，得爆破料；

8、通過于高溫高壓環境下進行保溫保壓，在該條件下，高壓蒸汽滲透進入到木質素內部，并使得木質素結構發生破壞，引起脫堿木質素會發生軟化，連接強度下降，甚至變得可塑，再經過瞬間泄壓，木質素纖維內部的高壓蒸汽由于壓力的瞬間變化，將木質素纖維進一步解纖，充分舒展并暴露其分子鏈活性官能團；

9、將納米氧化鋁顆粒超聲分散于水中，以得到納米氧化鋁分散液；

10、將爆破料和納米氧化鋁分散液剪切分散均勻后，于溫度為180-200℃條件下，水熱反應10-12h，待反應結束后，酸洗以溶解去除納米氧化鋁，隨后過濾，再經透析，干燥，得木質素碳量子點；

11、油墨的配制：

12、將木質素碳量子點和溶劑、粘結劑分散均勻，得印刷光學材料用量子點油墨。

13、上述技術方案帶來的有益效果：

14、上述技術方案通過利用納米氧化鋁分散液和爆破料進行剪切分散，在分散過程中，在爆破過程中充分舒展的木質素分子鏈活性官能團可以和納米氧化鋁顆粒表面吸附，從而利用納米氧化鋁的作用，有效避免了舒展之后的分子鏈重新團聚，從而使舒展之后的分子鏈“鋪展”于氧化鋁顆粒表面，在后續的水熱反應過程中，得益于分子鏈的充分舒展，以及納米氧化鋁表面的高比表面積提供的反應場所，不僅提高了反應的充分程度，也使得反應是均勻的；

15、最終，通過酸洗又可以將氧化鋁溶解后，在透析過程中去除，如此，可以避免納米氧化鋁的殘留影響量子點油墨的性能，使產品中木質素碳量子點的純度也可以得到兼顧。

16、進一步的，所述納米氧化鋁顆粒為球形顆粒，所述納米氧化鋁顆粒的球形度為9.0-9.2；并且，所述納米氧化鋁顆粒的粒徑分布范圍為10-30nm。

17、發明人在研究過程中發現，采用球形度更高的納米氧化鋁顆粒，可以使得上述反應過程中更為均勻，產品不同批次之間的性能會更為一致；主要是由于，球形的顆粒，其不同角度相對均勻，由此，爆破料在其表面進行“鋪展”時，也能夠均勻分散；但是，當球形度更高，甚至大于9.2時，其對于反應的改善效果已經非常有限，反而會帶來更高昂的納米氧化鋁制造成本。

18、進一步的，所述納米氧化鋁分散液中，還包括所述納米氧化鋁顆粒質量0.6-1.0％的多巴胺。

19、通過進一步在納米氧化鋁顆粒表面引入少量的多巴胺，一方面，多巴胺可以在加工過程中，協助木質素在納米氧化鋁顆粒表面的吸附固定，從而避免“鋪展”之后的木質素在加工過程中發生解吸附；另一方面，多巴胺中含有n元素，一定量n元素的摻雜，可以進一步提升木質素量子點在油墨中的光學性能；

20、對于多巴胺的用量而言，如果用量過少，顯然，其對于木質素的吸附能力有限，但是，如果用量過大，將會引起納米氧化鋁顆粒自身的團聚，使得其分散開始出現困難，由此，也會影響到木質素后續的鋪展。

21、進一步的，所述木質素碳量子點的制備還包括：

22、將脫堿木質素和水混合后，靜置溶脹，再于壓力為6.0-8.0mpa，溫度為180-220℃條件下，保溫保壓20-30min后，瞬間泄壓至常壓，得爆破料；

23、將納米氧化鋁顆粒超聲分散于水中，以得到納米氧化鋁分散液，其中，納米氧化鋁和水的質量比為1：8-10；

24、將爆破料和納米氧化鋁分散液按照質量比為1：10-12混合后，剪切分散均勻，再于溫度為180-200℃條件下，水熱反應10-12h，待反應結束后，酸洗以溶解去除納米氧化鋁，隨后用0.45μm的微孔過濾膜過濾以去除雜質，再經1000da的透析袋，于去離子水中透析24-36h，再經真空冷凍干燥，得木質素碳量子點。

25、進一步的，所述溶劑包括以下體積份數的原料復配而成：

26、8-10份無水乙醇，18-20份乙二醇，25-30份丙三醇，25-30份去離子水；

27、并且，所述溶劑的用量為所述木質素碳量子點質量的30-35倍。

28、進一步的，所述粘結劑為羧甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、聚乙烯醇中的任意一種；

29、并且，所述粘結劑的用量為所述溶劑質量的3-5％。

30、進一步的，所述木質素碳量子點的制備還包括：

31、將爆破料和納米氧化鋁分散液混合，并加入爆破料質量8-10％的次氯酸鈉溶液，經剪切分散均勻后，于溫度為180-200℃條件下，水熱反應10-12h，待反應結束后，酸洗以溶解去除納米氧化鋁，隨后過濾，再經透析，干燥，得木質素碳量子點；

32、其中，所述次氯酸鈉溶液的質量分數為4-8％。

33、一種印刷光學材料用量子點油墨，采用上述的制備方法制備得到。