[發(fā)明專利]一種基于絲瓜瓤制備熒光碳點的方法

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• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108659830A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓劉;毛棟;費曉鋒;朱麗珊;鄭欣宇;卞萌萌;方東
• 申請（專利權(quán)）人: 鹽城師范學院
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;B82Y20/00;B82Y40/00
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本發(fā)明公開了一種基于絲瓜瓤制備熒光碳點的方法。其技術(shù)關(guān)鍵是采用絲瓜瓤為碳源，采用水熱合成法制備出具有熒光效應(yīng)的碳點。優(yōu)點為：(1)絲瓜瓤天然綠色無污染，來源廣泛，價廉易得；(2)反應(yīng)條件簡單，對設(shè)備要求低，制備方法簡單；(3)所制備出的碳點具有很好的水溶性，可適用于生物標記、醫(yī)學成像、光電材料等：(4)反應(yīng)安全平穩(wěn)，無明火、煙霧產(chǎn)生，容易工業(yè)放大。

一技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種基于絲瓜瓤制備熒光碳點的方法。

二背景技術(shù)

碳點是近年來繼碳納米管，納米金剛石，石墨烯之后一種新型碳納米功能材料。碳點首次合成是由Xu等在2004年通過電泳法從單壁碳納米管分離純化得到。隨后，2006年Sun等采用激光器刻蝕碳靶，再經(jīng)硝酸回流氧化和聚乙二醇鈍化后，同樣獲得碳納米顆粒并稱之為碳點。碳點的直徑一般小于10nm，是一種有機-無機雜化材料，同時，因其本身不含有金屬元素，具備低毒性，對環(huán)境友好等特點。碳點由于具有與傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點媲美的熒光性能以及低毒性，已開始替代半導(dǎo)體量子點被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，如分析檢測、生物成像、光催化和電催化等領(lǐng)域。

近年來，碳點的優(yōu)異性能引起了人們更多的關(guān)注，制備碳點的方法目前主要分為兩大類：自上而下法和自下而上法。“自上而下法”主要是通過宏觀的碳結(jié)構(gòu)材料通過斷裂、粉碎的手段得到小分子的碳，亦既是碳點。目前為止，自上而下次法主要包括電弧放電法、激光刻蝕法、電化學氧化法、化學氧化法、水熱分解法等。“自下而上法”主要是通過將有機小分子作為前驅(qū)體聚合得到碳點。現(xiàn)階段，自下而上法主要包括微波法、燃燒法、模板法等。雖然目前制備碳點的方法很豐富，但是這些方法目前存在原料成本高、反應(yīng)條件苛刻對設(shè)備要求高、過程復(fù)雜等缺點。因此，尋找一種價格低廉，方法簡單、綠色環(huán)保的制備熒光碳點的方法。

絲瓜瓤作為一種農(nóng)業(yè)廢棄物，具有來源廣泛、價廉易得等優(yōu)點，其含有制備碳點所必須的元素，是制備碳點的一種理想原料，本發(fā)明首先將將清洗干凈的大尺寸的絲瓜瓤放入碎草機中切割得到小尺寸的絲瓜瓤；然后將小尺寸的絲瓜瓤和乙醇混合放入反應(yīng)釜內(nèi)于一定的溫度反應(yīng)一段時間；隨后將反應(yīng)后的碎渣過濾得到乙醇溶液，將乙醇溶液通過層析柱過濾即可得到黃色熒光的碳點溶液。

三發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種原料易得，設(shè)備要求低，綠色環(huán)保的熒光碳點制備方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

1)將清洗干凈的大尺寸的絲瓜瓤放入碎草機中切割得到小尺寸的絲瓜瓤；

2)將小尺寸的絲瓜瓤和乙醇混合放入反應(yīng)釜內(nèi)于一定的溫度反應(yīng)一段時間；

3)將反應(yīng)后的碎渣過濾得到乙醇溶液，將乙醇溶液通過層析柱過濾即可得到黃色熒光的碳點溶液。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于絲瓜瓤制備熒光碳點的方法，其特征在于：步驟(1) 中，切割機的轉(zhuǎn)速為12000r/min，時間為1h，小尺寸的絲瓜瓤長度小于1cm。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于絲瓜瓤制備熒光碳點的方法，其特征在于：步驟(2) 中，絲瓜瓤和乙醇的的比例為4-6g絲瓜瓤/40ml乙醇

4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于絲瓜瓤制備熒光碳點的方法，其特征在于：步驟(2) 中，絲瓜瓤和乙醇的混合溶液在反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)溫度為160-220℃，反應(yīng)時間為6-12h

5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于絲瓜瓤制備熒光碳點的方法，其特征在于：步驟(3) 中，過濾所用的洗脫劑為二氯甲烷和甲醇的混合溶液，其混合比例為1∶1-1∶2。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，優(yōu)點為：(1)絲瓜瓤天然綠色無污染，來源廣泛，價廉易得； (2)反應(yīng)條件簡單，對設(shè)備要求低，制備方法簡單；(3)所制備出的碳點具有很好的水溶性，可適用于生物標記、醫(yī)學成像、光電材料等：(4)反應(yīng)安全平穩(wěn)，無明火、煙霧產(chǎn)生，容易工業(yè)放大。