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可用于防晒吸收剂的广谱抗紫外碳点的制备
陈奇丹, 陈冠吉, 游善媚, 臧欣瑶, 杨柏
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可用于防晒吸收剂的广谱抗紫外碳点的制备
Preparation of Broad-spectrum UV Protection Carbon Dots for the Application of Sunscreen Absorber
防晒吸收剂是防晒产品中的关键物质， 是吸收紫外线的有效成分. 然而， 传统的有机和无机吸收剂都存在未知的人体健康及环境危害、 稳定性和水溶性差以及紫外吸收波长范围较窄等问题， 因此， 研发环境友好的广谱抗紫外防晒吸收剂材料对于防晒产品的开发具有重要意义. 碳点材料因其化学稳定性好、 光学性能优异、 制备方法简单、 成本低及环境友好等优点而展示出良好的应用前景. 本文首先以盐酸多巴胺及邻苯二胺、 柠檬酸及尿素为原料， 通过简单水热法制备并提纯出UVB和UVA吸收碳点材料(分别命名为 O-CDs和A-CDs)， 并利用X射线光电子能谱(XPS)、 透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)等分析方法表征了其组成和形貌结构， 通过紫外吸收光谱(UV)和荧光光谱测试了其光学性能. 研究结果表明， 将O-CDs和A-CDs以最佳质量比1∶1.5混合， 可制成广谱抗紫外碳点防晒吸收剂材料（命名为B-CDs）. 将B-CDs作为有效防晒吸收剂成分制备了可顺滑书写的墨水添加剂， 并测试了其一定周期内(120 h)的抗紫外光稳定性. 结果表明， 所制备的碳点作为防晒墨水成分具有抗紫外辐射效果显著、 稳定性好的优点， 说明碳点材料作为广谱防晒吸收剂在防晒产品中的应用具有可行性.
Sunscreen absorber， the basic ultraviolet（UV） protection additives that absorb UV rays， is the active ingredient in sunscreen products. However， traditional sunscreen absorbers are known as organic and inorganic chemicals which have problems such as unknown toxicity for human health and environment， instability， poor water solubility， and a narrow range of UV absorption， the study of eco-friendly broad-spectrum sunscreen absorber materials is important for the application of sunscreen products. In recent years， carbon dots have shown good properties in the application of UV absorbers due to their chemistry stability， eco-friendly， excellent UV absorption efficiency. In this study， two kinds of carbon dots（named O-CDs and A-CDs， respectively） were prepared from dopamine hydrochloride and o-phenylenediamine， citric acid and urea independently by simple one-pot hydrothermal synthesis method， purified by column chromatography and then characterized by X-ray photoelectron spectroscopy（XPS）， transmission electron microscopy（TEM）， X-ray diffraction（XRD）， Fourier transform infrared spectroscopy（FTIR）， Ultraviolet-visible spectroscopy（UV-Vis）， and fluorescence spectroscopy. The results showed that a broad-spectrum UV protection material named as B-CDs was developed by mixing O-CDs and A-CDs with the optimized mass ratio of 1∶1.5. In addition， the B-CDs were added as a broad-spectrum UV absorber to polyvinyl alcohol（PVA） solution to prepare the UV protection calligraphy ink， and the sunscreen effect stability of the ink was tested in a certain period（120 h）. The results indicated that the broad-spectrum carbon dots UV absorber is high- efficiency and stable， and carbon dots have the potential to be used as ideal photostable broad-spectrum UV absorber additives for sunscreen products.
Carbon dots / Broad-spectrum UV protection / Sunscreen absorber
O631 / O657.3
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