本发明属于油田采油，涉及一种不对称硅量子点的制备方法与应用，具体涉及一种janus硅量子点的制备方法与应用。
背景技术：
1、janus纳米颗粒的特征是其表面的不对称结构，每个半球显示不同的特征。这种各向异性纳米颗粒具有独特的性能，包括表面/界面活性、janus纳米马达、可控自组装和医用。与各向同性纳米颗粒相比，这些特性提供了显著的好处。其中，janus纳米颗粒由于具有较高的界面活性，可在液/液和固/液界面上自发吸附，从而提高乳液稳定性，降低表面/界面张力，促进固/液分离。然而，两亲性janus纳米颗粒的合成受到复杂的硅表面化学的限制。两亲性janus纳米颗粒的制备被限制在10nm以上，从而限制了其在胶体与界面化学领域的发展与应用。由于其独特的半面亲水和半面疏水构型，两亲性janus纳米颗粒在水中表现出强烈的布朗运动，这是它们在界面上自发吸附的重要因素，但也对维持其胶体稳定性提出了挑战。此外，随着janus纳米颗粒粒径的减小，比表面积和表面能的增加使得粒子的团聚倾向更加严重，这是影响具有粒径依赖性的janus纳米颗粒性能发挥的致命问题。目前，janus纳米颗粒独特的表面/界面现象背后的机制以及控制其吸附和扩散的原理仍不明确。由于难以同时实现高界面活性和分散稳定性，janus纳米颗粒的应用潜力受到了极大的限制，这极大地阻碍了许多相关研究的进展。
技术实现思路
1、基于现有技术中存在的问题，本发明的第一目的在于提供一种janus硅量子点的制备方法。本发明制备的janus硅量子点实现了10nm以下janus纳米材料的制备，并且可实现在高温高盐环境下janus硅量子点保持单分散稳定，确保其高界面活性的发挥，实现了janus纳米材料尺寸上突破的同时，也解决了janus纳米材料高界面活性和分散稳定性难兼容这一科学问题。
2、本发明所提供的janus硅量子点的制备方法，包括如下步骤：
3、1)采用一步“绿色”合成法，以含聚乙二醇的硅源、强还原剂、碱为原料，制备表面含有聚氧乙烯链段的硅量子点；
4、2)将所得含有聚氧乙烯链段的硅量子点的分散液与熔融石蜡在水中混合、搅拌，得到包覆硅量子点的小石蜡球；其中，硅量子点半面与小石蜡球接触，另半面裸露；
5、3)采用聚丙二醇与双-(3-(三乙氧基硅烷)丙基)-二硫化物对硅量子点进行半面疏水化改性，在改性完成后，通过高温高盐环境条件实现石蜡乳液破乳，去除石蜡；
6、4)对除去石蜡后的体系进行透析，得到janus硅量子点分散液。
7、上述方法步骤1)的操作为：首先将强还原剂加入去离子水中，搅拌溶解，加入含聚乙二醇的硅源，搅拌混合，加入碱溶液调节混合液ph至8-8.5，将所得混合物在100-120℃下反应，使用透析袋对产物进行透析，将所得硅量子点分散液进行高温蒸发浓缩，得到表面含有聚氧乙烯链段的硅量子点的分散液；
8、所述含聚乙二醇的硅源包括但不限于聚乙二醇三甲氧基硅丙基醚、聚乙二醇三乙氧基硅丙基醚和聚乙二醇三甲氧基硅乙基醚等；
9、所述强还原剂包括但不限于柠檬酸钠、抗坏血酸钠等；
10、所述碱包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙等；
11、碱与含聚乙二醇的硅源的质量体积比可为：2.5-4g：10ml；
12、所述反应的时间不少于6h，具体可为6-12小时；
13、所述透析至少进行48h；
14、所得表面含有聚氧乙烯链段的硅量子点的分散液中表面含有聚氧乙烯链段的硅量子点的质量浓度可为10-20wt％。
15、上述方法步骤2)中，表面含有聚氧乙烯链段的硅量子点的分散液与熔融石蜡的体积比可为8-12:1，具体可为10:1；
16、所述搅拌的条件可为：搅拌速度为10000-12000rpm，搅拌时间为5-15min，具体可为12000rpm搅拌5min；
17、对于j-siqds，考虑到亲水性硅量子点界面吸附差、稳定石蜡乳液在高温下稳定性强、耐盐性强、石蜡乳液粒径小难以实现离心分离和吸滤分离3个关键特性，采用pickering乳液法对janus硅量子点的合成路线进行了改造，从而实现了janus硅量子点的制备。
18、上述方法步骤3)中，先将溶液的ph值调整为3.5～4.5，将聚丙二醇加入到溶液中，边搅拌，边滴加双-(3-(三乙氧基硅烷)丙基)-二硫，加毕，继续搅拌下反应，反应结束后，加入cacl2溶液，并加热煮沸，使石蜡从水中充分析出，实现石蜡的去除，
19、其中，聚丙二醇的mw为600-1000，具体可为600；
20、聚丙二醇、双-(3-(三乙氧基硅烷)丙基)-二硫与步骤1)中含聚乙二醇的硅源的质量体积比可为：2-5g：1-2g：10-12ml，具体可为2-5g：1g：10ml，更具体可为：2g：1g：10ml；
21、滴加双-(3-(三乙氧基硅烷)丙基)-二硫的过程持续3h；
22、搅拌下反应的时间可为6-12h，具体可为12h；
23、所述cacl2溶液(大于等于30000mg/l)与步骤2)中熔融石蜡的体积比可为20-100ml：5ml，具体可为20ml：5ml；
24、加热至120℃煮沸3h以上。
25、上述方法步骤4)透析过程中前三次每2小时换一次水，之后每6小时换一次水，持续48小时，以获得纯净janus硅量子点分散液。
26、由上述方法制备得到的janus硅量子点(j-siqds)也属于本发明的保护范围。
27、本发明制得的janus硅量子点(j-siqds)的粒径在10nm以下，具有高界面活性的同时兼具分散稳定性。
28、所述janus硅量子点在高温、高盐和大ph范围内表现出良好的分散稳定性和较强的界面活性。
29、更具体地，在120℃、ca2+浓度为50000mg/l、ph＝4～10的条件下，janus硅量子点流体在浓度为0.005wt％～3.0wt％范围内表现出良好的分散稳定性和较强的界面活性。
30、与现有技术相比，本发明具有以下优点：
31、(1)在pickering乳液法的基础上，采用了适合粒径较小的量子点的合成方法。获得了粒径约为5nm的j-siqds，从而解决了janus纳米颗粒在10nm以下的研究空白。
32、(2)本发明制得的j-siqds可在均方根位移为149cm2的高界面活性状态下保持单分散稳定状态48小时以上。它避免了使用传统化学添加剂来保持分散稳定性，实现了高界面活性和分散稳定性的兼容。
33、(3)在120℃、ca2+浓度为50000mg/l、ph＝4～10的恶劣环境条件下，制备的janus硅量子点流体在浓度为0.005wt％～3.0wt％范围内表现出良好的分散稳定性和较强的界面活性。
34、本发明考虑到siqds独特的特性，如粒径小和表面官能团丰富，构筑了两亲性janus硅量子点(j-siqds)。此成果填补了janus纳米材料在量子点尺寸上的研究空白，为janus纳米材料的发展做出贡献。值得注意的是，它解决了janus纳米材料的高界面活性与胶体分散稳定性难兼容的科学难题。进一步提高了j-siqds在各种恶劣环境条件下的胶体分散稳定性，从而保证了j-siqds的最佳性能。此外，j-siqds在提高采收率、微电子、涂层和生物成像等多个领域都显示出了巨大的潜力。j-siqds的性能突出表现在其较高的界面活性，而其实际应用依赖于胶体分散稳定性的关键保证。因此，使用兼容的j-siqds将扩大janus纳米材料的应用范围，并促进各种光电和界面效应机制的研究。
1.janus硅量子点的制备方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)的操作为：首先将强还原剂加入去离子水中，搅拌溶解，加入含聚乙二醇的硅源，搅拌混合，加入碱溶液调节混合液ph至8-8.5，将所得混合物在100-120℃下反应，使用透析袋对产物进行透析，将所得硅量子点分散液进行高温蒸发浓缩，得到表面含有聚氧乙烯链段的硅量子点的分散液；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，表面含有聚氧乙烯链段的硅量子点的分散液与熔融石蜡的体积比为8-12:1；
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中，先将溶液的ph值调整为3.5～4.5，将聚丙二醇加入到溶液中，边搅拌，边滴加双-(3-(三乙氧基硅烷)丙基)-二硫，加毕，继续搅拌下反应，反应结束后，加入cacl2溶液，并加热煮沸，使石蜡从水中充分析出，实现石蜡的去除。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，聚丙二醇的mw为600-1000；
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤4)透析过程中前三次每2小时换一次水，之后每6小时换一次水，持续48小时，获得纯净janus硅量子点分散液。
7.由权利要求1-6中任一项所述方法制得的janus硅量子点。
8.根据权利要求7所述的janus硅量子点，其特征在于，所述janus硅量子点的粒径在10nm以下，具有高界面活性的同时兼具分散稳定性。
9.根据权利要求8所述的janus硅量子点，其特征在于，所述janus硅量子点在高温、高盐和大ph范围内表现出良好的分散稳定性和较强的界面活性。
10.根据权利要求9所述的janus硅量子点，其特征在于，在120℃、ca2+浓度为50000mg/l、ph＝4～10的条件下，janus硅量子点流体在浓度为0.005wt％～3.0wt％范围内表现出良好的分散稳定性和较强的界面活性。
