[發明專利]碳量子點調控的碳納米籠材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110239842.2
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113173573B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 張海嬌;胡煜
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種碳量子點調控的碳納米籠材料，其特征在于：該材料由氧化鎂納米粒子為模板，葡萄糖為碳源，在堿性條件下，利用碳量子點的誘導和調控作用，通過水熱合成方法制備而成，得到的碳納米籠材料是多孔結構且形貌均勻；所述碳量子點調控的碳納米籠材料采用如下方法制備而成：

a.將在不低于200℃下熱解的無水檸檬酸的碳量子點產物溶液與濃度不低于0.014g/mL的氫氧化鉀溶液進行混合，配制成碳量子點濃度不高于0.04g/mL的混合液，進行攪拌至少12h，得到堿性碳量子點溶液；然后取部分堿性碳量子點溶液，并加入葡萄糖，攪拌至少5min，使葡萄糖完全溶解，得到碳前驅體混合液，使該混合液中的葡萄糖的濃度不低于0.0225g/mL；然后向其中加入氧化鎂，再攪拌至少5min，得到反應物混合液，備用；在反應物混合液中，葡萄糖和氧化鎂的質量比為(1.5-2):1；

b.將在所述步驟a所得反應物混合液在160-180℃條件下進行水熱反應12-24h；當反應完成后，將產物用去離子水和乙醇反復洗滌、離心分離后，烘干，得到棕黃色粉末物質；

c.將上述粉末物質在氮氣氛圍中并在800-1000℃條件下進行煅燒至少2h；然后將煅燒后的碳化產物用濃度不低于6mol/L的鹽酸進行刻蝕處理12-24h，從而得到碳量子點調控的碳納米籠材料。

2.根據權利要求1所述碳量子點調控的碳納米籠材料，其特征在于：在氫氧化鉀提供的堿性環境下，鉀化的碳量子點溶液通過靜電作用優先與葡萄糖分子結合，在隨后的水熱過程中，葡萄糖分子熱解在氧化鎂的表面，進一步聚合和生長得到碳納米籠材料。

3.根據權利要求1所述碳量子點調控的碳納米籠材料，其特征在于：以檸檬酸和葡萄糖為碳源原料。

4.根據權利要求1所述碳量子點調控的碳納米籠材料，其特征在于：碳納米籠材料的籠結構的尺寸大小為100-200nm。

5.一種權利要求1所述碳量子點調控的碳納米籠材料的制備方法，其特征在于，步驟如下：

a.將在不低于200℃下熱解的無水檸檬酸的碳量子點產物溶液與濃度不低于0.014g/mL的氫氧化鉀溶液進行混合，配制成碳量子點濃度不高于0.04g/mL的混合液，進行攪拌至少12h，得到堿性碳量子點溶液；然后取部分堿性碳量子點溶液，并加入葡萄糖，攪拌至少5min，使葡萄糖完全溶解，得到碳前驅體混合液，使該混合液中的葡萄糖的濃度不低于0.0225g/mL；然后向其中加入氧化鎂，再攪拌至少5min，得到反應物混合液，備用；在反應物混合液中，葡萄糖和氧化鎂的質量比為(1.5-2):1；

b.將在所述步驟a所得反應物混合液在160-180℃條件下進行水熱反應12-24h；當反應完成后，將產物用去離子水和乙醇反復洗滌、離心分離后，烘干，得到棕黃色粉末物質；

c.將上述粉末物質在氮氣氛圍中并在800-1000℃條件下進行煅燒至少2h；然后將煅燒后的碳化產物用濃度不低于6mol/L的鹽酸進行刻蝕處理12-24h，從而得到碳量子點調控的碳納米籠材料。

6.根據權利要求5所述碳量子點調控的碳納米籠材料的制備方法，其特征在于：在所述步驟a中，配制成氫氧化鉀濃度為0.02-0.04g/mL的混合液。