[發明專利]雙氧水分解碳產生碳量子點的方法

在審

• 申請號: 202111035385.1
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN113582163A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 陳彥霖;凌宇鑫
• 申請（專利權）人: 江西八六三實業有限公司
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15;C09K11/65
• 代理公司: 北京精翰專利代理有限公司 11921
• 代理人: 齊強軍

本發明提供雙氧水分解碳產生碳量子點的方法，涉及碳材料領域。該雙氧水分解碳產生碳量子點的方法，包括以下步驟：將碳材料配制為一定濃度的碳材料溶液，配制一定濃度的雙氧水；取一定容積的碳材料溶液與一定容積的雙氧水進行混合，并在日光下超聲；將獲得的混合物離心，取上層清液，用激光束照射。通過在日光下，雙氧水光解產生的羥基自由基對碳材料具有光轉化的作用，產生的光產物包括碳量子點和二氧化碳，碳量子點具有優秀的光學性質，良好的水溶性、低毒性、環境友好、原料來源廣、成本低、生物相容性好等諸多優點，在醫學成像設備、微小的發光二極管、化學傳感器、光催化反應等領域中都有較好的應用前景。

技術領域

本發明涉及碳材料領域，具體為雙氧水分解碳產生碳量子點的方法。

背景技術

碳量子點(Carbon Quantum Dots,CQD)是由分散的類球狀碳顆粒組成，尺寸極小(在10nm以下)，具有熒光性質的新型納米碳材料；傳統的量子點一般是從鉛、鎘和硅的混合物中提取出來的，但這些量子點一般有毒，對環境也有很大的危害；碳量子點作為一種新型的碳納米材料，與各種金屬量子點類似，在制備的過程中不涉及重金屬的使用，可以從生物質材料中提取碳量子點，如蛋清、冬瓜等；碳材料的化學惰性較高，性質穩定，而且在生物體中的重含量很高，同時，碳量子點表面上的許多羧基等親水性的官能團在水中具有優異的溶解性；因此，碳量子點的原料來源廣泛，制備成本也比較低，在材料制備領域有很大的優勢，碳量子點具有較高的生物相容性和較低的細胞毒性，對環境危害很小；在醫學成像設備、微小的發光二極管、化學傳感器、光催化反應等領域中都有較好的應用前景。

但是，現有技術中的合成方法依然存在碳量子點產率低、粒徑不夠均一、表面缺陷、制備繁瑣等問題，所以如何提供能耗低、高得率、綠色環保、操作簡易、成本低的碳量子點，依然是本領域的研究熱點。

發明內容

(一)解決的技術問題

針對現有技術的不足，本發明提供了雙氧水分解碳產生碳量子點的方法，解決了碳量子制備繁瑣成本較高并且不夠綠色環保的問題。

(二)技術方案

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：雙氧水分解碳產生碳量子點的方法，包括以下步驟：

S1.原料配制

將碳材料配制為一定濃度的碳材料溶液，配制一定濃度的雙氧水；

S2.混合加工

取一定容積的碳材料溶液與一定容積的雙氧水進行混合，并在日光下超聲；

S3.提取制備

將S2中獲得的混合物離心，取上層清液，用激光束照射。

優選的，所述碳材料包括氧化石墨烯(GO)、還原氧化石墨烯(RGO)、活性炭。

優選的，所述超聲的時間為2-6小時，超聲功率為20-100KHz，超聲溫度為30-60℃。

優選的，所述碳材料溶液濃度為2mg/mL，所述雙氧水的質量濃度為30％。

優選的，所述碳材料溶液濃度為2-8mg/mL，所述雙氧水的質量濃度為15％-30％。

優選的，所述碳材料溶液的容積為10mL，所述雙氧水的容積為5mL。

優選的，所述碳材料溶液的容積為10-30mL，所述雙氧水的容積為5-15mL，所述碳材料溶液與雙氧水的容積之比為2:1。

優選的，所述離心轉速為18000-20000rpm，時間為30-40min。