The invention discloses a safe and simple method for preparing double-doped nitrogen and phosphorus-carbon quantum dots. The method first dissolves amino acids and carbon precursors in deionized water, adds phosphoric acid solution, stirs and composes a clarifying solution, then disposes the mixed solution in an ultrasonic machine for 1-2 hours, and after ultrasonic treatment. The solution was heated in an oil bath at 90 150 C for 1 5 hours to prepare nitrogen and phosphorus co-doped carbon point solution, which was cooled to room temperature. After centrifugation, the impurities in the solution were removed, and then dialyzed in a dialysis bag to remove unreacted raw materials and other small impurities. The raw material of the invention is safe, non-toxic, mild in condition and simple in process. Carbon quantum dots emitting blue, green, yellow or orange-red light can be obtained by changing the kinds of amino acids and adjusting the ratio of raw materials, which can be used in the fields of bioimaging and ion detection.
【技术实现步骤摘要】
一种安全简单制备双掺杂氮和磷碳量子点的方法
本专利技术涉及碳量子点,特别是涉及一种安全简单制备双掺杂氮和磷碳量子点的方法,属于纳米材料科学领域。
技术介绍
碳量子点亦称碳点,是指粒径一般在10nm以内的准球形的碳纳米颗粒,在2004年由Xu在电弧放电制备单壁碳纳米管时意外制备出来(J.Am.Chem.Soc.2004,126,12736–12737),并在2006年被Sun发现其具有高荧光量子效率(J.Am.Chem.Soc.2006,128,7756–7757),由此逐渐获得人们的关注。与传统有机染料或者量子点相比,碳点对细胞毒性低,生物相容性好,制备方法简单,物理、光学性能好,在生物成像,光催化,生物医药等领域都获得了极大的关注,如作为药物载体,基因运输载体,或荧光探针诊断人体肿瘤组织等都有大量的研究。制备碳点的方法包括自上而下法(电化学氧化法、电弧法、激光消融法等)和自下而上法(微波辅助法、水热法、强酸氧化等)。但是以上方法或者操作条件复杂苛刻,需要用到特定的设备,或者需要强酸强碱、高温高压条件,具有一定危险性。目前制备出的碳点缺陷明显,碳点的荧光量子效率较低,发射光也集中在蓝绿光,一定程度限制了碳点的应用。有大量的研究发现可以通过在碳点上掺杂别的原子来使发射峰红移并且提高荧光量子效率,其中研究和制备最多的是掺氮以及磷的碳点。以往研究中大都通过混合碳前驱体和有机胺如乙二胺、聚乙烯亚胺等,在碳点表面引入-NH2来改善荧光性能,然而乙二胺易燃,腐蚀性强,对人体伤害大,聚乙烯亚胺更是有强毒性,应用于生物体内有一定风险,需要寻找另外更安全的材料改善性能。专利 ...
【技术保护点】
1.一种安全简单制备双掺杂氮和磷碳量子点的方法,其特征在于包括如下步骤:1)将氨基酸和碳前驱体溶解在去离子水中,然后再加入磷酸溶液中,搅拌配成澄清溶液;所述的碳前驱体为葡萄糖、一水合柠檬酸或环糊精中的一种或两种;所述的氨基酸和碳前驱体摩尔比为1:2~2:1;2)将溶液转移至超声波机中进行超声处理,超声时间为1~2h;3)将超声过后的溶液在80~150℃条件下油浴加热、回流1~5h,溶液由澄清透明逐渐变得棕黄、浑浊,自然冷却到室温,制备出同时双掺杂氮、磷的碳点;4)对步骤3)冷却后的溶液进行离心,除去大颗粒杂质,清液再在透析袋中透析,除掉未反应的原料和其它小颗粒杂质,得到高纯荧光碳点。
【技术特征摘要】
1.一种安全简单制备双掺杂氮和磷碳量子点的方法,其特征在于包括如下步骤:1)将氨基酸和碳前驱体溶解在去离子水中,然后再加入磷酸溶液中,搅拌配成澄清溶液;所述的碳前驱体为葡萄糖、一水合柠檬酸或环糊精中的一种或两种;所述的氨基酸和碳前驱体摩尔比为1:2~2:1;2)将溶液转移至超声波机中进行超声处理,超声时间为1~2h;3)将超声过后的溶液在80~150℃条件下油浴加热、回流1~5h,溶液由澄清透明逐渐变得棕黄、浑浊,自然冷却到室温,制备出同时双掺杂氮、磷的碳点;4)对步骤3)冷却后的溶液进行离心,除去大颗粒杂质,清液再在透析袋中透析,除掉未反应的原料和其它小颗粒杂质,得到高纯荧光碳点。2.根据权利要求1所述安全简单制备双掺杂氮和磷碳量子点的方法,其特征在于,所述的氨基酸是指人体合成蛋白质所需的20种氨基酸。3.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员:瞿金清,蔡育铨,万芳,魏娇,陈晓翰,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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