[發(fā)明專利]一種食鹽輔助快速制備碳點的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711293862.8
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108033437A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李雪華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種食鹽輔助快速制備碳點的方法，該方法采用電化學(xué)氧化剝離碳源制備碳點，食鹽溶液作為電解液，施加電壓后氧化剝離石墨棒制備碳點，再經(jīng)過濾得到碳點水溶液，本發(fā)明采用廉價易得的食鹽作為電解質(zhì)大大提高剝離速率，可將制備時間縮短至10min以內(nèi)，簡單易行且原料來源廣泛廉價，具有大批量快速制備碳點的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)及納米材料科學(xué)領(lǐng)域，具體是指一種食鹽輔助快速制備碳點的方法。

背景技術(shù)

碳點是一種尺寸小于10nm分散的類球形碳納米顆粒，因其光學(xué)性能優(yōu)、環(huán)境危害低、生物兼容性好、化學(xué)性能穩(wěn)定而被廣泛地研究并應(yīng)用于生物成像、癌癥治療、光電催化和納米醫(yī)藥方面。但要真正實現(xiàn)碳點在上述眾多領(lǐng)域內(nèi)的實際應(yīng)用就必須推進(jìn)碳點的快速、大規(guī)模和規(guī)模化生產(chǎn)。目前制備碳點的方法主要有激光消融法、電弧放電法、微波輔助加熱法和水熱法等，但這些方法往往受原材料昂貴、實驗設(shè)備特殊、實驗條件嚴(yán)苛和制備過程復(fù)雜、耗時等因素或某一因素制約，從而限制了其快速、規(guī)模和規(guī)模化的制備，因此有必要探尋更快捷、更簡便和更經(jīng)濟(jì)的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種食鹽輔助快速制備碳點的方法，包括以下步驟：

(1)取適量鹽酸鹽溶于蒸餾水中，制成電解液。

(2)取兩根石墨棒作為碳源棒，將石墨棒除去渣滓并經(jīng)過無水乙醇和蒸餾水清洗備用。

(3)將清洗過的兩根石墨棒作為電極置于步驟(1)制得的電解液中，兩電極之間施加直流電壓，反應(yīng)10分鐘，并用磁子持續(xù)攪拌溶液。

(4)將步驟(3)氧化剝離后的電解液通過過濾、離心處理，去除較大的碳顆粒，取上清液，得到含碳點溶液。

(5)將步驟(4)制得的含碳點溶液透析除鹽后得到純碳點水溶液。

(6)將步驟(5)制得的純碳點水溶液經(jīng)冷凍干燥得到固體粉末狀碳點。

進(jìn)一步地，所述石墨棒做電極時，兩根石墨棒之間的間距保持為2厘米。

進(jìn)一步地，所加直流電壓的范圍在3-120V。

進(jìn)一步地，所述電解液的電解質(zhì)還可以使用氯化鉀。

更進(jìn)一步地，所用電解液的濃度為0.001-6mol/L。

本發(fā)明使用食鹽溶液作為電解液，石墨棒或碳棒作為電極和碳源插入其中，施加直流電壓后石墨棒或碳棒被氧化剝離形成碳點，食鹽溶液中的鈉離子和氯離子增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性能，加快了氧化剝離過程，大大縮短反應(yīng)時間，該方法簡單易行，原料價廉，能快速、規(guī)模化制備碳點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種食鹽輔助快速制備碳點的方法實施例一提供的透射電鏡照片(a)、高分辨率透射電鏡照片(b)和尺寸分布圖(c)。

圖2是本發(fā)明一種食鹽輔助快速制備碳點的方法實施例一提供的紫外線可見光吸收光譜(左)和熒光發(fā)射光譜(右)。

圖3是本發(fā)明一種食鹽輔助快速制備碳點的方法實施例二提供的的透射電鏡照片(a)、尺寸分布圖(b)。

具體實施方式

實施例一

(1)取適量食鹽溶于蒸餾水中，制成電解液，電解液濃度為0.1mol/L。

(2)取兩根石墨棒作為碳源棒，將石墨棒除去渣滓并經(jīng)過無水乙醇和蒸餾水清洗備用。

(3)將清洗過的兩根石墨棒作為電極置于步驟(1)制得的電解液中并保持間距為2厘米，在兩電極之間施加15V直流電壓，反應(yīng)10分鐘，并用磁子持續(xù)攪拌溶液。