一种功能化石墨烯量子点的制备方法技术

一种功能化石墨烯量子点的制备方法，使用机械力化学反应一步制备羟基功能化的石墨烯量子点的策略。我们选取多壁碳纳米管和氢氧化钾为反应原料，利用高能球磨法，使其在球磨过程中发生的机械力化学反应，配合加入的氢氧化钾在球磨时，离子键会断裂，产生羟基自由基，从而进攻碳原子核，促进碳纳米管剥离成石墨烯量子点，并结合到量子点上形成羟基化石墨烯量子点一步制得羟基化的石墨烯量子点，本方法绿色安全且简便易操作，可以在常温常压下一步制得羟基功能化的石墨烯量子点，制得的石墨烯量子点尺寸均一，官能团可控，生物相容性好，荧光特性、抗氧化活性及电化学活性佳。

【技术实现步骤摘要】
一种功能化石墨烯量子点的制备方法
本专利技术具体涉及石墨烯量子点
，具体涉及一种功能化石墨烯量子点的制备方法。
技术介绍
现有的石墨烯量子点的制备方法主要分为两大类：自下而上法和自上而下法。自下而上法是指将小分子化合物通过水热、溶剂热等方法合成不同尺寸及官能团的石墨烯量子点。其优势在于，通过对前驱体的选择，制得的石墨烯量子点结构相对可调可控。然而，自下而上的方法制得的石墨烯量子点往往含有一定的反应未完全的小分子化合物，难以完全提纯。自上而下法是以强氧化剂氧化剥离、机械力剥离等方法将大尺寸的石墨剥离成纳米尺寸的石墨烯量子点。氧化剥离法的优势在于产率较高、且能同时引入氧化基团，得到的石墨烯量子点杂质较少。然而，氧化剥离往往需要加入强氧化剂，反应会产生大量的热量，操作过程有一定危险性；强氧化剂的使用会造成大量的污染；反应产物的含氧官能团种类较多且不可控。机械剥离法往往产率过低，且无法对量子点进行同时的官能团化。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的技术缺陷，本专利技术提供了一种功能化石墨烯量子点的制备方法。本专利技术采用的技术解决方案是：一种功能化石墨烯量子点的制备方法，包括以下步骤：称取多壁碳纳米管，氢氧化物，置于罐中，加入玛瑙珠，于球磨机中，以400-500rpm的转速球磨24-48h后，以去离子水将反应产物洗出，超声后将得到分散液置于离心机中离心，去除沉淀物，重复多次后，将得到的上清液置于透析袋中透析，最终得到所述的羟基化石墨烯量子点。所述的氢氧化物为氢氧化钾。所述的在球磨机中转速为400rpm，球磨时间为48h。所述的超声时间为10min。所述的离心机的转速为12000rpm，离心时间为10min。所述的透析袋为500道的透析袋，透析时间为2天。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种功能化石墨烯量子点的制备方法，使用机械力化学反应一步制备羟基功能化的石墨烯量子点的策略。我们选取多壁碳纳米管和氢氧化钾为反应原料，利用高能球磨法，使其在球磨过程中发生的机械力化学反应，配合加入的氢氧化钾在球磨时，离子键会断裂，产生羟基自由基，从而进攻碳原子核，促进碳纳米管剥离成石墨烯量子点，并结合到量子点上形成羟基化石墨烯量子点一步制得羟基化的石墨烯量子点，本方法绿色安全且简便易操作，可以在常温常压下一步制得羟基功能化的石墨烯量子点，制得的石墨烯量子点尺寸均一，官能团可控，生物相容性好，荧光特性、抗氧化活性及电化学活性佳。附图说明图1为本专利技术羟基化石墨烯量子点的制备过程示意图。图2为本专利技术制得的羟基化石墨烯量子点的荧光图及其原子力显微镜图。图3为本专利技术制得的羟基化石墨烯量子点的电化学循环伏安表征图。图4为本专利技术制得的羟基化石墨烯量子点的用于多巴胺电化学传感示意图。具体实施方式现结合图1、图2、图3、图4对本专利技术进行进一步说明。实施例称取500mg的多壁碳纳米管，10g的氢氧化钾，置于600ml的玛瑙罐中，加入玛瑙珠。将玛瑙罐置于行星式球磨机中，以400rpm的转速球磨48h。反应完成后，以100ml的去离子水将反应产物从罐子中洗出，超声10min。将得到分散液置于离心机中，以12000rpm离心10min，去除沉淀物，重复此步骤3次。将得到的上清液置于500道的透析袋中透析2天，最终得到羟基化石墨烯量子点。实验结论从附图三可看到羟基功能化后引入的苯酚结构的特征性的氧化还原峰。从附图四可证明本专利技术制备的羟基化石墨烯量子点其优异的电化学活性。综上所述，本专利技术方法制得的石墨烯量子点尺寸均一，官能团可控，生物相容性好，荧光特性、抗氧化活性及电化学活性佳。各位技术人员须知：虽然本专利技术已按照上述具体实施方式做了描述，但是本专利技术的专利技术思想并不仅限于此专利技术，任何运用本专利技术思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，本专利技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本专利技术思路下的技术方案均属于本专利技术的保护范围。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能化石墨烯量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取多壁碳纳米管，氢氧化物，置于罐中，加入玛瑙珠，于球磨机中，以400-500 rpm的转速球磨24-48h后，以去离子水将反应产物洗出，超声后将得到分散液置于离心机中离心，去除沉淀物，重复多次后，将得到的上清液置于透析袋中透析，最终得到所述的羟基化石墨烯量子点。/n

【技术特征摘要】
1.一种功能化石墨烯量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取多壁碳纳米管，氢氧化物，置于罐中，加入玛瑙珠，于球磨机中，以400-500rpm的转速球磨24-48h后，以去离子水将反应产物洗出，超声后将得到分散液置于离心机中离心，去除沉淀物，重复多次后，将得到的上清液置于透析袋中透析，最终得到所述的羟基化石墨烯量子点。


2.根据权利要求1所述的一种功能化石墨烯量子点的制备方法，其特征在于，所述的氢氧化物为氢氧化钾。


3.根据权利要求1所述的一种功能化石...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄立斌，孙文杰，叶游游，
申请(专利权)人：温州医科大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33