一种室温制备荧光碳量子点的方法技术

本发明专利技术公开了一种室温制备荧光碳量子点的方法，包括：将碳水化合物与有机溶剂混合，制成碳水化合物的溶液或悬浊液；将无机碱溶于水，制成无机碱溶液；在室温下将所述碳水化合物的溶液或悬浊液滴加到所述无机碱溶液中，剧烈搅拌12小时，得到反应产物混合液；将所述反应产物倒入分液漏斗中，静置2小时后分离去除水，即得到分散于有机溶剂中的荧光碳量子点。该方法工艺简单，室温反应，反应条件温和，能耗低，产品分散性好，制备的碳量子点荧光效率高。实现了简易且低成本的合成碳量子点，有利于碳量子点推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种室温制备荧光碳量子点的方法
本专利技术涉及碳量子点合成领域，尤其涉及一种室温制备荧光碳量子点的方法。
技术介绍
碳量子点是一种粒径小于10nm，具有光致发光性质的碳基零维材料。碳量子点具有优秀的光学性质，良好的水溶性、低毒性、环境友好、原料来源广、成本低、生物相容性好等诸多优点。因此，碳量子点在染料敏化太阳能电池、发光二极管、生物成像、传感器、催化领域都有重要的应用前景。与传统量子点相比较，由于碳量子点的无毒性，在生物技术和环境应用将会有更大的应用价值。碳量子点的合成方法主要分为两大类：第一类是通过自上而下得到碳量子点，主要是通过大颗粒的碳结构制备碳量子点。通常此类方法反应条件比较剧烈、后期分离时间长，例如电化学氧化、等离子体放电、激光剥蚀等方法。第二类方法是通过自下而上得到碳量子点。将含碳元素的分子作为碳源制备碳量子点，通常能控制制备纳米碳的大小、形状，但制备的步骤就相对复杂。目前，制备的大部分为水溶性碳量子点，而且大部分制备方法产率较低、操作复杂、设备昂贵不利于的应用推广，因此如何实现简单、经济的高效合成分散在有机溶剂中的对推进的广泛应用有重要的价值。
技术实现思路
基于现有技术所存在的问题，本专利技术的目的是提供一种室温制备荧光碳量子点的方法，能以相对简单且低成本的制备分散在有机溶剂中的荧光碳量子点。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术实施方式提供一种室温制备碳量子点的方法，包括：将碳水化合物与有机溶剂混合，制成碳水化合物的溶液或悬浊液；将无机碱溶于水，制成无机碱溶液；在室温下将所述碳水化合物的溶液或悬浊液滴加到所述无机碱溶液中，剧烈搅拌12小时，得到反应产物混合液；将所述反应产物倒入分液漏斗中，静置2小时后分离去除水，即得到分散于有机溶剂中的荧光碳量子点。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供室温制备荧光碳量子点的方法，其有益效果为：该方法工艺简单，室温下反应，反应条件温和，能耗低，产品分散性好，制备的碳量子点荧光效率高。实现了简易且低成本的合成分散于有机溶剂中的荧光碳量子点，有利于碳量子点推广应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例1制备的荧光碳量子点的荧光光谱图；图2为本专利技术实施例2制备的荧光碳量子点的高分辨透射电镜图像；图3为本专利技术实施例3制备的荧光碳量子点的高分辨透射电镜图像。具体实施方式下面结合本专利技术的具体内容，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本专利技术实施例提供一种室温制备荧光碳量子点的方法，能制备分散于各种溶剂中的碳量子点，包括：将碳水化合物与有机溶剂混合，制得碳水化合物的溶液或悬浊液；将无机碱溶于水，制得无机碱溶液；在室温下将碳水化合物的溶液或悬浊液滴加到无机碱溶液中，剧烈搅拌12小时，得到反应产物混合液；将上述反应产物倒入分液漏斗中，静置2小时后分离去除水，得到分散于有机溶剂中的荧光碳量子点。上述方法在室温下将碳水化合物的溶液或悬浊液滴加到无机碱溶液中，碳水化合物与无机碱的质量比为1:200～10:1。上述方法中，所用的碳水化合物采用蔗糖、葡萄糖、果糖、淀粉中的至少一种；上述方法中，所用的有机溶剂采用甲苯、二甲苯、苯、三氯甲烷、二氯甲烷、石油醚、四氢呋喃中的至少一种；所述无机碱溶液浓度为6～0.1mol/L，所用的无机碱采用氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的至少一种。上述方法制得的荧光碳量子点的粒径为3～10nm。下面对本专利技术实施例具体作进一步地详细描述。本专利技术实施例的室温制备荧光碳量子点的方法，是由碳水化合物的有机溶液或悬浊液滴加到无机碱溶液中(碳水化合物与无机碱的质量比为1:200～10:1)，剧烈搅拌12个小时；无机碱溶液浓度为6～0.1mol/L；将得到的反应物倒入分液漏斗中，静置2小时后分离去除水，得到分散于有机溶剂中的荧光碳量子点，制得的荧光碳量子点的粒径为3～10nm。上述方法中，碳水化合物溶液或悬浊液中所用的碳水化合物包括但不限于蔗糖、葡萄糖、果糖、淀粉。所用的有机溶剂采用甲苯、二甲苯、苯、三氯甲烷、二氯甲烷、石油醚、四氢呋喃中的至少一种；无机碱溶液所用的无机碱包括但不限于氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙。本专利技术实施例的制备方法，工艺简单，反应条件温和，能耗低，产品分散性好，利于规模化制备分散于各种溶剂中的碳量子点。实施例1本实施例提供一种室温制备荧光碳量子点的方法，包括以下步骤：称取1.8g葡萄糖加入50ml甲苯中配成葡萄糖的甲苯悬浊液；称取8g氢氧化钠，加入100ml水中制成无机碱溶液；条件下将葡萄糖甲苯悬浊液滴加到无机碱溶液中，剧烈搅拌12小时得到反应产物混合液；然后将上述反应产物倒入分液漏斗中，静置2小时后分离去除水，得到分散于甲苯中的碳量子点，该碳量子点的粒径为3～10nm。本实施例1制备的荧光碳量子点的荧光光谱如图1所示，通过该荧光光谱图可以看出，该荧光碳量子点的荧光效率高。实施例2本实施例提供一种室温制备荧光碳量子点的方法，包括以下步骤：称取1g果糖加入100ml四氢呋喃中配成果糖的四氢呋喃溶液；称取10g氢氧化钾，加入100ml水中制成无机碱溶液；果糖的四氢呋喃溶液滴加到无机碱溶液中，剧烈搅拌12小时得到反应产物混合液；然后将上述反应产物倒入分液漏斗中，静置2小时后分离去除水，得到分散于四氢呋喃中的碳量子点，该碳量子点的粒径为3～10nm。本实施例2制备的荧光碳量子点的高分辨透射电镜图像如图2所示，通过该图像可以看出，该荧光碳量子点的分散性好。实施例3本实施例提供一种室温制备荧光碳量子点的方法，包括以下步骤：称取10g蔗糖加入100ml二甲苯中配成蔗糖的二甲苯悬浊液；称取3g氢氧化钙，加入100ml水中制成无机碱溶液；条件下将蔗糖的二甲苯悬浊液滴加到氢氧化钙溶液中，剧烈搅拌12小时得到反应产物混合液；然后将上述反应产物倒入分液漏斗中，静置2小时后分离去除水，得到分散于二甲苯中的荧光碳量子点，该荧光碳量子点的粒径为5～10nm。本实施例3制备的荧光碳量子点的高分辨透射电镜图像如图3所示，通过该图像可以看出，该碳量子点的分散性好。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室温制备荧光碳量子点的方法，其特征在于，包括：将碳水化合物与有机溶剂混合，制成碳水化合物的溶液或悬浊液；将无机碱溶于水，制成无机碱溶液；在室温下将所述碳水化合物的溶液或悬浊液滴加到所述无机碱溶液中，剧烈搅拌12小时，得到反应产物混合液；将所述反应产物倒入分液漏斗中，静置2小时后分离去除水，即得到分散于有机溶剂中的荧光碳量子点。

【技术特征摘要】
1.一种室温制备荧光碳量子点的方法，其特征在于，包括：将碳水化合物与有机溶剂混合，制成碳水化合物的溶液或悬浊液；将无机碱溶于水，制成无机碱溶液；在室温下将所述碳水化合物的溶液或悬浊液滴加到所述无机碱溶液中，剧烈搅拌12小时，得到反应产物混合液；将所述反应产物倒入分液漏斗中，静置2小时后分离去除水，即得到分散于有机溶剂中的荧光碳量子点。2.根据权利要求1所述的室温制备荧光碳量子点的方法，其特征在于，所述方法中，在室温下将所述碳水化合物的溶液或悬浊液滴加到所述无机碱溶液中为：所述碳水化合物与无机碱的质量比为1:200～10:1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵方浩，张仁哲，
申请(专利权)人：赵方浩，
类型：发明
国别省市：北京,11