[發明專利]一種基于紅薯提取液制備熒光碳點的方法

在審

• 申請號: 201511004643.4
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN105542759A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 沈潔;商少明;陳秀英;高海燕;許虎君;顧丹
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于納米材料技術領域，涉及以一種以紅薯提取液作為碳源，采用水熱法制備碳 點的方法。

背景技術

碳點是近年來發展起來的一類新型碳納米材料。自從2004年Xu等首次采用電泳法從單 壁碳納米管分離純化得到碳點后，關于碳點的研究受到越來越多的關注。碳點的顆粒粒徑通 常小于10nm，具有熒光強度高、光穩定性好、耐光漂白等優良的光學性能。由于碳點主要 由碳元素組成，不含有金屬元素，并且其表面含有羥基和羧基等水溶性官能團，因此碳點具 有低毒性和良好的水溶性，從而使碳點有理想的生物相容性，在細胞標記、細胞成像等方面 有著廣泛的應用前景。

在碳點的制備方法上大體可分為“自上而下”和“自下而上”兩種方法。“自上而下”法 是將宏觀碳結構材料通過斷裂、粉碎的方法制備碳點，如電弧法、激光照射法、電化學氧化 法、化學氧化法等。“自下而上”法是將有機小分子作為前驅體合成碳點。該方法包括高溫熱 解法、水熱法、微波法和超聲波法等。盡管目前開發出眾多碳點的制備方法，但是這些方法 往往存在原料成本高、反應設備昂貴、反應條件苛刻、反應過程繁瑣等缺點。因此，需要尋 找一種原料廉價易得，制備過程簡單，綠色環保的碳點制備法。

發明內容

本發明的內容在于提供了一種原料易得、制備方法綠色環保，操作簡單的碳點制備法。 紅薯為世界一大經濟農作物，其產量高，廉價易得，并且富含碳和氧元素，為制備高光學性 能的碳點提供了可能。

為實現上述目的，本發明提供的一種基于紅薯提取液制備熒光碳點的方法，以紅薯提取 液為碳源，通過水熱法制備碳點。本發明提供如下技術方案：

(1)將紅薯切碎加入一定量的去離子水后用高速組織搗拌機搗成漿狀，加熱，離心，取上清 液，即為提取液；

(2)將紅薯提取液加入反應釜內在一定溫度下反應一定時間；

(3)將反應液離心，經濾膜過濾，再用透析袋透析后即得藍色熒光的碳點溶液。

其中，所述的步驟(1)中紅薯碎片與去離子水的質量比為1∶1-1∶3.5。

其中，所述的步驟(1)中加熱溫度為60-90℃，加熱時間為2-3.5h。

其中，所述的步驟(2)中紅薯提取液在反應釜內的反應溫度為160-220℃，反應時間 為4-24h。

其中，所述的步驟(3)中離心的轉速為12000r/min，時間為20min。

其中，所述的步驟(3)中透析袋的截留分子量為3500Da，透析時間為48h。

與現有技術相比，本發明實現的有益效果：本發明以紅薯提取液為碳源制備熒光碳點， 原料廉價易得，制備方法簡單，綠色環保；本發明所制備的碳點水溶性好，光學性能好，適 用于細胞的熒光標記。

附圖說明

圖1為實施例4制備的碳點的透射電鏡圖

圖2為實施例4制備的碳點的紅外光譜

圖3為實施例4制備的碳點的紫外可見吸收光譜

圖4為實施例4制備的碳點熒光最大激發與發射光譜

圖5為實施例4制備的碳點在不同激發波長下的熒光光譜發射光譜

具體實施方式

實施方式1

稱取洗凈去皮的新鮮紅薯100g，加入100mL去離子水，用高速組織搗拌機搗碎，磁力 攪拌下60℃加熱2h。離心(10000r/min，20min)，取上清液即為紅薯提取液。將紅薯提取 液加入反應釜內，160℃下反應4h。將反應液先離心(10000r/min，20min)以除去固體大顆 粒后再用0.22μm的濾膜過濾。所得溶液用截留分子量為3500Da的透析袋透析48h，最終 得到碳點溶液。

實施方式2

稱取洗凈去皮的新鮮紅薯100g，加入170mL去離子水，用高速組織搗拌機搗碎，磁力 攪拌下80℃加熱3h。離心(10000r/min，20min)，取上清液即為紅薯提取液。將紅薯提取 液加入反應釜內，160℃下反應14h。將反應液先離心(10000r/min，20min)以除去固體大 顆粒后再用0.22μm的濾膜過濾。所得溶液用截留分子量為3500Da的透析袋透析48h，最 終得到碳點溶液。

實施方式3