[發明專利]一種以蛋黃為碳源的生物質碳量子點的制備方法

在審

• 申請號: 202011639798.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112625677A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 任鵬剛;侯鑫;戴忠;何文維;靳彥嶺;孫愛月
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;C01B32/15;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 劉娜

本發明公開了一種以蛋黃為碳源的生物質碳量子點的制備方法，具體為：將雞蛋加入H₂O中進行加熱，之后分離蛋白和蛋黃，將蛋黃使用研缽碾碎，干燥，得到蛋黃粉末；之后將蛋黃粉末進行水熱處理，得到水熱產物；再將水熱產物進行鈍化處理，過濾后預冷，最后再進行冷凍干燥，即可得到生物質碳量子點。使用蛋黃作為碳源，經過水熱碳化和鈍化增強，得到生物質碳量子點。另外，該方法原料來源廣泛、制備工藝簡單、設備成本低、新穎、綠色環保。

技術領域

本發明屬于納米材料制備技術領域，具體涉及一種以蛋黃為碳源的生物質碳量子點的制備方法。

背景技術

量子點是指尺寸小于激發子波爾半徑，具有量子限域效應的半導體納米微粒。由于量子限域效應，量子點具有與微粒直徑和化學組成相關的熒光發射，而且這些量子點能夠通過表面復合半導體材料增強其光學和光化學性能。目前已經在量子點在電化學能量轉換、催化、藥物識別等領域得到良好的應用。但是由于商品化的高質量量子點主要由鎘等毒性大的重金屬元素組成，從而使其范圍收到了限制。因此，尋求一種具有熒光性且無毒的替代材料成為新世紀以來的研究熱點。

碳量子點是一種粒徑少于10nm的納米碳材料。由于碳量子點既具有相似于傳統半導體量子點可調的激發/發射波長、強光致發光、特殊的雙光子激發(上轉換熒光)、以及良好的電化學性能等優點，又能夠有效地克服傳統半導體量子點高毒性和生物相容性差的缺陷，并且來源廣泛，易于合成和功能化，被認為是理想的替代材料。基于上述優異的性能，碳量子點的應用研究已經拓展到生物成像、疾病治療、光電裝置、傳感、和防偽油墨印刷等多個領域。

碳量子點的合成主要分為兩類，即為通過物理或者化學方法使材料尺寸變小直達納米級的“自下而上”法，如通過熱處理、微波輻射輔助合成等方法從含碳有機物如檸檬酸、碳水化合物和聚合物制備碳量子點。“自上而下”法指通過化學、電化學或物理方法，從更大的“碳結構”中剝離得到碳量子點，這些更大的“碳結構”包括：納米金剛石、石墨、碳納米管、活性炭和氧化石墨等。都可以在前處理、制備過程中或后續處理中對得到的碳量子點進行尺寸控制、表面鈍化、雜原子摻雜或形成納米復合物等多種方式的調控以改善其物化性能，以適應不同應用領域的需要。

目前，這些方法使用的原料多為不可再生的化石能源，而且在制備過程中多伴隨著復雜的工藝，較高的成本和一定的污染。因此，采用來源廣泛、價格低廉、天然無毒環境有好的生物質材料制作碳量子點引起了人們的廣泛注意。

發明內容

本發明的目的在于提供一種以蛋黃為碳源的生物質碳量子點的制備方法，具有綠色環保、操作簡便、設備成本低的優點。

本發明所采用的技術方案是，一種以蛋黃為碳源的生物質碳量子點的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、將雞蛋加入H₂O中進行加熱，之后分離蛋白和蛋黃，將蛋黃使用研缽碾碎；

步驟2、將經步驟1后得到的碾碎蛋黃放入鼓風烘箱中進行干燥，得到蛋黃粉末；

步驟3、將經步驟2后得到的蛋黃粉末進行水熱處理，得到水熱產物；

步驟4、將經步驟3后得到的水熱產物進行鈍化處理，過濾后預冷，最后再進行冷凍干燥，即可得到生物質碳量子點。

本發明的特點還在于，

步驟1中，加熱溫度為80℃-100℃，加熱時間為10-20min。

步驟2中，干燥時間為24-48h；干燥溫度為80-120℃。

步驟3中，水熱處理的具體過程為：將蛋黃粉末和尿素與H₂O混合，超聲處理，之后轉入高壓反應釜中，進行水熱反應；蛋黃粉末、尿素與H₂O的質量比為0.2-0.8：0.2-1：20-40。