[發(fā)明專利]一種以小茴香為原料制備碳量子點(diǎn)的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711448330.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN108101022A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉玉榮;張宗強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶文理學(xué)院
• 主分類號(hào): C01B32/15
• 分類號(hào): C01B32/15;C09K11/65
• 代理公司: 重慶晶智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50229
• 代理人: 李靖

一種以小茴香為原料制備碳量子點(diǎn)的方法是將小茴香與超純水一起加入到水熱反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)，水熱反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至20?25℃，然后倒出水熱反應(yīng)釜中的反應(yīng)液，再經(jīng)離心、過濾、冷凍干燥等步驟即得到碳量子點(diǎn)材料。本發(fā)明所采用的制備原料綠色環(huán)保，價(jià)廉易得。所采用的水熱法合成碳量子點(diǎn)材料具有綠色、簡(jiǎn)便、快捷、高效等優(yōu)點(diǎn)，便于進(jìn)行大規(guī)模的制備及工業(yè)化生產(chǎn)。所制備的碳量子點(diǎn)材料具有較好的水溶性、高純度、分散性、尺寸均一、高的穩(wěn)定性等一系列優(yōu)點(diǎn)，在生物標(biāo)記、生物成像、藥物輸送、分析檢測(cè)、傳感、催化、能源和環(huán)保等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以小茴香為原料制備碳量子點(diǎn)的方法。

背景技術(shù)

量子點(diǎn)是一種準(zhǔn)零維的納米材料，是指半徑小于激子波爾半徑的半導(dǎo)體納米晶體，具有顯著的量子限域效應(yīng)。通常的量子點(diǎn)是指?jìng)鹘y(tǒng)的半導(dǎo)體量子點(diǎn)，由稀土元素Ⅱ-Ⅵ和Ⅲ-Ⅴ族元素組成，如CdS、CdSe、CdTe、ZnSe、ZnS等。半導(dǎo)體量子點(diǎn)的毒性大、制備成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重，限制了其在許多領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。

碳量子點(diǎn)（Carbon quantum dots，CQDs）是2004年由美國克萊姆森大學(xué)的科學(xué)家首次制造的一種新型的熒光碳納米材料，通常為尺寸小于10 nm的碳納米微球。與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體量子點(diǎn)相比，碳量子點(diǎn)不含有重金屬元素，具有低的生物毒性。此外，碳量子點(diǎn)還具有突出的熒光性能，良好的光學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是替代半導(dǎo)體熒光材料的潛在材料。

目前碳量子點(diǎn)的制備方法主要可以分為兩大類：自上而下和自下而上的方法。前者是將大尺寸的碳結(jié)構(gòu)比如石墨烯，碳納米管，碳纖維，炭黑等利用電弧放電、激光刻蝕、以及電化學(xué)氧化等方法進(jìn)行破碎切割，形成小尺寸的碳量子點(diǎn)。后者則是通過使用檸檬酸鹽，碳水化合物等分子作為前驅(qū)體，經(jīng)過化學(xué)氧化以及熱處理等方法來合成碳量子點(diǎn)。然而，目前上述方法存在采用的原料及實(shí)驗(yàn)器材昂貴、制備流程耗時(shí)、操作過程復(fù)雜或產(chǎn)品收率低等缺陷，使得碳量子點(diǎn)的制備成本居高不下且難以制得大量樣品，限制了碳量子點(diǎn)的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。因此，尋找價(jià)廉易得、環(huán)境友好的原材料，利用簡(jiǎn)單高效的方法快速批量制備碳量子點(diǎn)具有十分重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

以生物質(zhì)資源為原料，節(jié)能環(huán)保，且不含有重金屬離子等有毒成分，更有利于其在碳材料制備領(lǐng)域的應(yīng)用。生物質(zhì)資源在自然界中廣泛存在、價(jià)廉易得、取之不盡、用之不竭，將生物質(zhì)資源用于碳納米材料的綠色制備，即拓展了生物質(zhì)資源的應(yīng)用領(lǐng)域，又保護(hù)了環(huán)境，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，已經(jīng)有些關(guān)于生物質(zhì)資源制備碳量子點(diǎn)的報(bào)道，如RSCAdvances, 2012, 2: 8599-8601; Chemical Communications, 2012, 48: 8835-8837;Materials Letters, 2012, 66: 222-224; Catalysis Science and Technology, 2013,3: 1027-1035; Analytical Methods, 2013, 5: 3023-3027; Journal of MaterialsChemistry B, 2013, 1: 2868-2873; Environmental Science and TechnologyLetters, 2014, 1: 87-91; Chemical Communications, 2015, 51: 16625-16628;Journal of Materials Science, 2016, 51: 8108-8115等。然而，目前還未有采用小茴香為原料制備碳量子點(diǎn)等新型碳材料的相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種以小茴香為原料制備碳量子點(diǎn)的方法。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的：