[發明專利]一種碳量子點及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201810102977.2
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108315012A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 劉守新;李偉;劉禹杉;馬春慧;羅沙
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y20/00;B82Y40/00;B01J21/18;B01J37/08;B01J37/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種碳量子點的制備方法，包括以下步驟：將葡萄糖、雜多酸和水混合，得到反應混合液；將所述反應混合液進行水熱反應，得到碳量子點。本發明以葡萄糖、雜多酸為原料，環保廉價易得，在降低了生產成本的同時，提高了環境的友好性，同時利用水熱反應進行炭化，反應過程簡單，可實現工業化生產。本發明制備得到的碳量子點的粒徑為4～8nm，其在紫外光下能夠發出藍色和綠色熒光。根據實施例的記載可知，所述碳量子點對有機污染物的降解率可達87.4％以上。

技術領域

本發明涉及納米材料制備領域，尤其涉及一種碳量子點及其制備方法和應用。

背景技術

碳量子點是一類直徑小于10nm、準球形、單分散的新型碳納米材料，由于碳量子點具有優異的水溶性、化學惰性、低毒性、易于官能團化和抗光漂白能力，使其逐漸成為碳納米材料家族中的一顆新星，被應用于光催化、檢測探針、生物成像、發光二極管及藥物輸送等領域。其中，熒光性質是碳量子點最突出的特點。但是，由不同的原料采用不同的制備方法合成的碳量子點具有相異的結構及性質。到目前為止，碳量子點的熒光機理仍然存在爭議，對碳量子點熒光發光的調控將有助于對其熒光機理的探究，開發碳量子點在其他領域的應用。

中國專利CN102504815A公開了一種基于熱分解乳液膠體粒子制備發光顏色隨激發波長可調的碳量子點的方法，該方法首先需要制備適宜粒徑的乳液前驅體，然后以所述乳液前驅體為原料合成碳量子點，且需要經過高溫煅燒的過程，操作復雜、能耗高，不適宜工業化生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳量子點及其制備方法和應用，所述碳量子點熒光光色可調，制備方法簡單，環境污染小，易實現工業化生產。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種碳量子點的制備方法，包括以下步驟：

將葡萄糖、雜多酸和水混合，得到反應混合液；

將所述反應混合液進行水熱反應，得到碳量子點。

優選的，所述雜多酸包括Keggin型雜多酸、Dawson型雜多酸、缺位型雜多酸和取代型雜多酸中的一種或幾種。

優選的，所述葡萄糖、雜多酸的質量和水的體積比為(0.05～5)g：(0.05～5)g：(20～80)mL。

優選的，所述水熱反應的溫度為90～300℃。

優選的，所述水熱反應的時間為2～72小時。

優選的，所述水熱反應完成后還包括：將所得水熱反應物料依次進行萃取、過濾、透析和干燥。

本發明提供了一種上述的制備方法得到的碳量子點，所述碳量子點粒徑為4～8nm。

本發明提供了上述碳量子點在可見光催化降解有機污染物中的應用。

優選的，所述有機污染物包括苯酚、亞甲基藍、乙醇羅丹明B、品紅、四環素、敵草隆和苯中的一種或幾種。

本發明提供了一種碳量子點的制備方法，包括以下步驟：將葡萄糖、雜多酸和水混合，得到反應混合液；將所述反應混合液進行水熱反應，得到碳量子點。本發明以葡萄糖、雜多酸為原料，環保廉價易得，在降低了生產成本的同時，提高了環境的友好性，同時利用水熱反應進行炭化，反應過程簡單，可實現工業化生產。本發明制備得到的碳量子點的粒徑為4～8nm，其在紫外光下能夠發出藍色和綠色熒光。

本發明還提供了所述碳量子點在可見光催化降解有機污染物中的應用，根據實施例的記載可知，所述碳量子點對有機污染物的降解率可達87.4％以上。

附圖說明

圖1為實施例1制備得到的碳量子點的TEM圖；