一步合成功能化的硒掺杂碳量子点和单质硒的方法和应用技术

本发明专利技术属于材料技术领域，公开了一种一步合成功能化的硒掺杂碳量子点和单质硒的方法和应用。该方法包括步骤：(1)以含碳物质为碳源和还原剂，还原硒前驱体形成单质硒并经加热碳化、裂解碳源合成硒掺杂碳量子点；(2)合成和分离单质硒。本发明专利技术以含碳物质为碳源和还原剂，还原硒前驱体生成单质硒，并通过微波法或水热法一步合成了功能化的硒掺杂碳量子点和单质硒。该发明专利技术方法耗时短，操作简单，具有绿色、高效的特点；所合成的碳量子点赋予了硒的功能特性，单质硒具有不同的晶型结构，两者在太阳能电池领域、光探测器领域、显示照明领域、生物领域、检测和催化领域中具有广泛应用前景，进一步拓宽了量子点和单质硒的应用领域。步拓宽了量子点和单质硒的应用领域。

【技术实现步骤摘要】
一步合成功能化的硒掺杂碳量子点和单质硒的方法和应用


[0001]本专利技术属于材料
，特别涉及一步合成功能化的硒掺杂碳量子点和单质硒的方法和应用。

技术介绍

[0002]量子点是指颗粒粒径介于0.2～10nm，在三个维度受量子限域效应影响的低维半导体材料。由于其具有尺寸小、强光致发光特性、稳定性高、化学惰性及环境友好性，在光探测器领域、太阳能电池领域和显示照明领域具有广泛应用；此外，相对于金属量子点而言，碳量子点的低毒性和高生物相容性使其在生物领域，如活细胞荧光标记、肿瘤诊断、生物成像、离子或病原体检测等方面同时具有广泛应用前景。目前，碳量子点的合成方法主要为“自上而下”和“自下而上”两类，自上而下法是指用物理或化学方法在大尺寸碳源上剥落碳纳米颗粒的方法，包括电化学法、激光烧蚀法、化学氧化法；自下而上法则以含碳前驱体为材料，通过聚合、碳化过程直接制备出碳量子点，包括水热法、微波法等。与自上而下法相比，其操作简便、成本低、产率高，被大规模投入使用。
[0003]直接合成的碳量子点存在量子产率低、荧光稳定性差等问题，限制其应用。目前可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一步合成功能化的硒掺杂碳量子点和单质硒的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)合成硒掺杂碳量子点：在微波条件下或直接加热加压条件下，添加或不添加稳定剂，硒前驱体溶液与过量的含碳物质溶液发生还原反应合成单质硒，同时多余的含碳物质溶液通过加热裂解、碳化合成碳量子点，碳量子点和部分单质硒结合，形成了硒掺杂碳量子点；冷却至室温，加入等体积的溶剂重悬浮，离心得到上清液和沉淀，将上清液过滤，直接获得或经透析后获得硒掺杂碳量子点溶液；所述硒前驱体溶液中的硒前驱体，与含碳物质溶液中的含碳物质的摩尔比为1:2～1:100；所述微波的功率为80～800W，微波的处理时间为2～30min；所述直接加热加压采用的是水浴加热、油浴加热或高压反应釜加热，具体加热温度为60～350℃，加热时间为0～24h，加压的压强为0
‑
10MPa；(2)合成与分离单质硒：将步骤(1)中离心得到的沉淀加入溶剂重悬浮得到单质硒重悬浮液，或将沉淀冷冻干燥得到单质硒固体。2.根据权利要求1所述的一种一步合成功能化的硒掺杂碳量子点和单质硒的方法，其特征在于：步骤(1)所述稳定剂为含羟基、氨基、羧基、羰基基团及疏水性区域的表面活性剂，高分子聚合物，生物提取物，或上述物质任意比例的混合物；所述稳定剂添加量为25～3000mg/L。3.根据权利要求2所述的一种一步合成功能化的硒掺杂碳量子点和单质硒的方法，其特征在于：所述生物提取物为动物提取物、植物提取物或微生物提取物，具体包括黄酮类物质、单宁类物质、酚类物质，糖类物质，生物大分子蛋白质，生物大分子多糖，生物大分子蛋白质和生物大分子多糖复合物、生物多聚体。4.根据权利要求1所述的一种一步合成功能化的硒掺杂碳量子点和单质硒的方法，其特征在于：步骤(1)所述硒前驱体为二氧化硒、亚硒酸、亚硒酸钠、硒酸或硒酸钠；所述硒前驱体溶液的浓度为1～100mM；所述含碳物质为抗坏血酸、抗坏血酸钠、柠檬酸、柠...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，叶锡光，林晓蓉，胡伟英，陈忠正，张媛媛，冯海钰，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：