[發明專利]一種基于聚乙二醇與五氧化二磷制備碳量子點的方法

在審

• 申請號: 201410022164.4
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN104787743A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 何華;肖得力;袁丹華;彭軍;戴昊
• 申請（專利權）人: 中國藥科大學
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;C09K11/65;B82Y40/00
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種以聚乙二醇為碳源，基于五氧化二磷的脫水作用制備碳量子點的方法。

背景技術

量子點是由有限數目的原子組成，三個維度尺寸均在納米數量級。量子點一般為球形或類球形，是由半導體材料通常由IIB～VIB或IIIB～VB元素組成制成的。由于這些量子點一般有毒，對環境也有很大的危害，使用后不易處置。所以科學家們尋求基于一些良性的化合物制備量子點。相對金屬量子點而言，碳量子點也有光致熒光和電致熒光特性，但對生物和環境毒害作用很小，具有很好的生物相容性，且制備成本低廉。因此在生物工程，分析檢測、太陽能工程等領域具有廣泛的應用前景，代表著發光納米粒子的研究進入了一個新的階段。

聚乙二醇也稱為聚環氧乙烷或聚氧乙烯，是指環氧乙烷的寡聚物或聚合物。由于該系列產品無毒、無刺激性，具有良好的水溶性，因此在化妝品、制藥、化纖、橡膠、塑料、造紙、油漆、電鍍、農藥、金屬加工及食品加工等行業中均有著極為廣泛的應用。

然而在以往碳量子點的制備過程中，聚乙二醇通常只作為修飾劑出現。本專利提出以聚乙二醇作為碳源，基于五氧化二磷的脫水反應，制備得到一種水溶性好、熒光性能穩定的碳量子點。

發明內容

技術問題：

本發明以聚乙二醇為碳源，五氧化二磷和蒸餾水為原料，基于五氧化二磷脫水反應合成碳量子點，本發明使用綠色無毒，成本低廉的化學試劑作原料，借助于簡單的操作流程，合成的碳量子點尺寸分布均勻，并且具有好的水溶性、分散性、穩定性及熒光性能，完善碳量子點的綠色合成方法。

技術方案：

1、本發明是采用如下方案實現的：

a、以將一定量的聚乙二醇為碳源，加入到一定體積的蒸餾水中，超聲分散，備用；

b、稱取一定量的五氧化二磷放到燒杯中，將離子液體的混合溶液快速倒入燒杯，混合反應物產生泡沫并放熱，冷卻至室溫，然后將得到的溶液進行離心，得到亮黃色或棕黑色的碳量子點溶液。

2、根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟a中，聚乙二醇系列為聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇3000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000等。

3、根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟a中，聚乙二醇的用量為0.1～2g；蒸餾水的體積為1～5ml；

4、根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述步驟b中，五氧化二磷的用量為2～5g。

附圖說明

圖1是本發明制得的碳量子點的高分辨率透射電子顯微鏡圖像。

圖2是本發明制得的碳量子點的紫外圖譜和不同激發波長的熒光圖譜。

具體實施方案

一、制備實例

以下實施例為本發明的一些舉例，不應被看做是對本發明的限定。

實施例1

以0.5g聚乙二醇200為碳源，加入到1mL蒸餾水中，超聲分散，備用；稱取2.5g五氧化二磷放到燒杯中，將離子液體的混合溶液快速倒入燒杯，混合反應物產生泡沫并放熱，冷卻至室溫，然后將得到的溶液進行離心，得到亮黃色或棕黑色的碳量子點溶液。

實施例2

以0.1g聚乙二醇400為碳源，加入到2mL蒸餾水中，超聲分散，備用；稱取3g五氧化二磷放到燒杯中，將離子液體的混合溶液快速倒入燒杯，混合反應物產生泡沫并放熱，冷卻至室溫，然后將得到的溶液進行離心，得到亮黃色或棕黑色的碳量子點溶液。

實施例3

以0.2g聚乙二醇800為碳源，加入到3mL蒸餾水中，超聲分散，備用；稱取4g五氧化二磷放到燒杯中，將離子液體的混合溶液快速倒入燒杯，混合反應物產生泡沫并放熱，冷卻至室溫，然后將得到的溶液進行離心，得到亮黃色或棕黑色的碳量子點溶液。

實施例4

以1g聚乙二醇1500為碳源，加入到5mL蒸餾水中，超聲分散，備用；稱取3.5g五氧化二磷放到燒杯中，將離子液體的混合溶液快速倒入燒杯，混合反應物產生泡沫并放熱，冷卻至室溫，然后將得到的溶液進行離心，得到亮黃色或棕黑色的碳量子點溶液。

實施例5

以4g聚乙二醇3000為碳源，加入到3mL蒸餾水中，超聲分散，備用；稱取5g五氧化二磷放到燒杯中，將離子液體的混合溶液快速倒入燒杯，混合反應物產生泡沫并放熱，冷卻至室溫，然后將得到的溶液進行離心，得到亮黃色或棕黑色的碳量子點溶液。

實施例6