一种水溶性荧光碳点的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种水溶性荧光碳点的制备方法，是针对荧光碳点精度高、合成难的情况，采用柠檬酸为碳源、尿素为钝化剂和掺杂剂、去离子水为溶剂，采用水热合成法制备碳点水溶液，经配制溶液、密闭反应、过滤、透析、冷冻干燥、研磨制成碳点，此技术工艺先进、迅速快捷，数据精确翔实，产物形貌好，产物为为绿色粉体颗粒状、颗粒直径≤5.5nm，产物纯度高，可达99%，水溶性好，达99.5%，是十分理想的荧光碳点的制备方法，其产物可在离子检测、生物成像、光电器件及复合材料领域应用。

Method for preparing water-soluble fluorescent carbon point

The invention relates to a preparation method of water soluble fluorescent carbon dots, is for the accuracy of fluorescent carbon dots, synthesis of the difficult situation, using citric acid as carbon source and urea as passivation agent and doping agent and deionized water as solvent to prepare carbon water solution by hydrothermal synthesis method. The prepared solution, closed reaction, filtration, dialysis and freeze drying and grinding is made of carbon, the advanced technology, fast and accurate data and informative, the morphology of the product, is the product of green powder, granular diameter less than 5.5nm, the product purity is high, up to 99%, good water solubility, up to 99.5%, a preparation method of fluorescence carbon is the ideal, the product can be used in ion detection, biological imaging, photoelectric device and composite materials.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水溶性荧光碳点的制备方法，属有机碳材料碳点制备及应用的

技术介绍
荧光碳材料具有独特的优点，例如：高的光吸收率、化学稳定性、生物相容性和低的细胞毒性；这些材料主要包括：碳点、纳米钻石、碳纳米管、富勒烯和荧光石墨烯；荧光碳材料在许多方面得到了应用，例如：生物成像、医疗诊断、催化剂、光电池装置；碳点由于早期发现和参数可控，具有广阔的应用前景。碳点是尺寸小于10nm的荧光碳材料，在2004年，制备电泳纯化单壁碳纳米管时首次发现，2006年，首次成功制备，并命名为碳点；碳点由于温和、丰富，具有较强的荧光，常被认为是荧光碳。碳点的合成方法通常分为两大类，一类是碳源裂解法，另一类是有机物碳化法；碳源裂解法是由大变小的方法，大的碳结构经过化学或物理法裂解成为碳点；有机物碳化法是由小变大的方法，从小分子或聚合物的分子前驱体碳化形成碳点；水热合成法也可制备碳点，但这些合成方法还处于研究阶段，制备过程中还存在很多弊端和不足。r>
技术实现思路
...

【技术保护点】
1.一种水溶性荧光碳点的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：柠檬酸、尿素、去离子水，其组合准备用量如下：以克、毫升为计量单位柠檬酸：C6H8O7·H2O                            4.2g±0.001g尿素：H2NCONH2                                 3.6g±0.001g去离子水：H2O                                  5000mL±50mL制备方法如下：（1）精选化学物质材料对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：柠檬酸：固态固体                   ...

【技术特征摘要】
1.一种水溶性荧光碳点的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材
料为：柠檬酸、尿素、去离子水，其组合准备用量如下：以克、毫升为计
量单位
柠檬酸：C6H8O7·H2O4.2g±0.001g
尿素：H2NCONH23.6g±0.001g
去离子水：H2O5000mL±50mL
制备方法如下：
（1）精选化学物质材料
对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：
柠檬酸：固态固体99.8%
尿素：固态固体99.8%
去离子水：液态液体99.99%
（2）水热合成制备碳点水溶液
碳点水溶液的制备是在加热炉、反应釜内进行的，是在加热、水热合
成状态下完成的；
①配制溶液
在聚四氟乙烯容器中，加入柠檬酸4.2g±0.001g、去离子水40mL±0.1mL、
尿素3.6g±0.001g，搅拌6min，使其溶解，成无色透明的混合溶液；
②水热合成
将聚四氟乙烯容器及其内的混合溶液，置于反应釜中，并密闭，然后
置于加热炉中，加热温度180℃±2℃，加热时间240min；
柠檬酸、尿素、水的混合液在水热合成过程中将发生化学反应，反应
方程式如下：
式中：
CDs：碳点
NH3：氨气
③冷却
水热合成后，停止加热，从加热炉中取出反应釜，自然冷却至25℃；
（3）过滤
开启反应釜，开启聚四氟乙烯容器，将容器内的混合溶液置于过滤器
上，用220μm的微孔滤膜进行过滤，留存滤液，弃掉滤膜及其上的沉淀物；
（4）透析
①将滤液装入纤维素透析袋内，并密封；
②将盛有滤液的纤维素透析袋置于烧杯中，然后加入去离子水
800mL，去离子水要淹没透析袋；
③将盛有透析袋的烧杯置于磁力搅拌器上，进行转动透析，转动透析
转数60r/min，透析温度25℃，透析时间12h；
④第一次透析后，更换烧杯中的去离子水，继续在25℃下，在6...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭光，张漪，杨永珍，冯晓婷，赵永强，何玉珩，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14