4-氨基苯酚功能化碳量子点及其制备方法和应用技术

本公开实施例提供的4

【技术实现步骤摘要】
4
‑
氨基苯酚功能化碳量子点及其制备方法和应用


[0001]本公开属于碳量子点
，特别涉及一种4
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氨基苯酚功能化碳量子点及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]环境污染物是导致环境问题的重要因素，人类健康和生态系统被环境直接影响。由于环境污染物在环境中浓度低，但常常存在健康和生态风险，因此对痕量污染物进行精准分析具有十分重要的意义。
[0003]烯啶虫胺是一类新烟碱类杀虫剂，存在环境残留问题和生态风险。在对我国河流水体中新烟碱类的调查中，烯啶虫胺的残留是新烟碱类农药中比较普遍的现象且残留量大。烯啶虫胺也对蜜蜂、蚯蚓和家蚕等非靶标生物具有急性毒性。尼扎替丁和雷尼替丁是一种抑制胃酸分泌的医药，在部分国家由于其含有致癌性杂质被召回下架。这些化合物分子中均具有硝基烯烃结构，对它们的检测非常必要。
[0004]碳量子点是一种被广泛研究的零维碳纳米材料，具有化学性质稳定，水溶性好，生物相容性好，荧光性能优越等特点。碳量子点表面通常具有丰富的官能团，也给进一步修饰提高选择性提供了丰富的位点。酰胺键是一种比较稳定的化学键，N
‑
羟基琥珀酰亚胺(简称为NHS)/1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺(简称为EDC)催化的酰胺化反应能够在室温下进行，具有广泛的应用。烯啶虫胺与其靶标酶相互作用过程中，酪氨酸残基发挥了一定作用，这种相互作用模式也能够对荧光传感器的开发提供一定思路。
专利技术内容
[0005]本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0006]为此，本公开第一方面实施例提供的4
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氨基苯酚功能化碳量子点的制备方法，该方法反应条件温和，原料廉价易得，所制得的产品稳定性好，具有优异的荧光性能。本公开第一方面实施例提供的4
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氨基苯酚功能化碳量子点的制备方法，包括：
[0007]通过水热法制备硫氮共掺杂碳量子点；
[0008]将所述硫氮共掺杂碳量子点与溶剂A混合，并在催化剂和4
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氨基苯酚作用下进行酰胺化反应，将酰胺化反应得到的产物进行透析、干燥后得到4
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氨基苯酚功能化碳量子点。
[0009]在一些实施例中，通过水热法制备硫氮共掺杂碳量子点，包括：
[0010]将碳源、氮源和硫源溶解在溶剂B中，并进行超声处理，形成均匀溶液甲；
[0011]对所述溶液甲进行水热反应，反应后得到溶液乙；
[0012]对所述溶液乙进行透析、干燥后得到所述硫氮共掺杂碳量子点。
[0013]进一步地，所述碳源选用柠檬酸或异柠檬酸。
[0014]进一步地，所述氮源和硫源选用L
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半胱氨酸、D
‑
半胱氨酸和N
‑
乙酰半胱氨酸中的任一种或多种的混合物。
[0015]进一步地，所述溶剂B选用去离子水。
[0016]进一步地，所述水热反应的温度为160℃～220℃，反应时间为1h～4h。
[0017]进一步地，对所述溶液乙进行透析的时长为48h～96h。
[0018]进一步地，对所述溶液乙进行透析过程中定期更换溶所述剂B，透析后得到硫氮共掺杂碳量子点溶液。
[0019]进一步地，对所述硫氮共掺杂碳量子点溶液通过旋蒸去除大部分溶剂后冻干，得到所述硫氮共掺杂碳量子点。
[0020]在一些实施例中，所述碳源、所述氮源和硫源、所述溶剂B的摩尔比为1:0.2～0.8：500～2000。
[0021]在一些实施例中，所述溶剂A选用去离子水、乙醇、二氯甲烷和二甲基甲酰胺中的任一种或多种的混合物。
[0022]在一些实施例中，所述催化剂选用N,N'
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二异丙基碳二酰亚胺、1
‑
(3
‑
二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺、二环己基碳二亚胺、4
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二甲氨基吡啶甲、碳二亚胺盐酸盐、1
‑
羟基苯并三唑和2
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(7
‑
氮杂苯并三氮唑)
‑
N,N,N',N'
‑
四甲基脲六氟磷酸酯中的任一种或多种的混合物。
[0023]在一些实施例中，所述硫氮共掺杂碳量子点、所述溶剂A、所述催化剂与所述4
‑
氨基苯酚的摩尔比为1：5000～200000：1～20：1～10。
[0024]在一些实施例中，将所述硫氮共掺杂碳量子点与溶剂A混合，并在催化剂和4
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氨基苯酚作用下进行酰胺化反应，包括：
[0025]将所述硫氮共掺杂碳量子点、所述溶剂A和所述催化剂，进行催化剂活化，活化时长10min～30min，得到活化产物；
[0026]将所述活化产物与所述4
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氨基苯酚混合，在室温下进行酰胺化反应，反应时长3h～24h。
[0027]在一些实施例中，对所述产物进行透析的时长为12h～48h。
[0028]进一步地，对所述产物进行透析过程中定期更换所述溶剂A，透析后得到4
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氨基苯酚功能化碳量子点溶液。
[0029]进一步地，对所述4
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氨基苯酚功能化碳量子点溶液通过旋蒸去除大部分溶剂后冻干，得到所述4
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氨基苯酚功能化碳量子点。
[0030]本公开第一方面实施例提供的4
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氨基苯酚功能化碳量子点的制备方法，具有以下特点及有益效果：
[0031]本公开实施例利用水热法使柠檬酸与L
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半胱氨酸反应，形成了高度共轭碳量子点的结构，同时杂原子的掺入通过改变分子能级进一步的增强的碳量子点的荧光性能，具有极高的量子产率。同时，使用的原料易于获得，成本极低。产品水溶性好，无毒性。
[0032]本公开第二方面实施例提供的4
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氨基苯酚功能化碳量子点，是利用本公开第一方面任一实施例提供的制备方法制备得到。
[0033]本公开第二方面实施例提供的4
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氨基苯酚功能化碳量子点，具有以下特点及有益效果：
[0034]本公开实施例通过酰胺化反应将4
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氨基苯酚与碳量子点共价连接，这种对碳量子点表面的修饰能够与碳量子点产生共轭，不破坏荧光性能，同时也使得碳量子点表面存在大量酚羟基，能够为后续的氢键形成提供结构基础。
[0035]本公开第三方面实施例提供的4
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氨基苯酚功能化碳量子点在硝基烯烃结构化合物检测中的应用。
[0036]在一些实施例中，本公开第三方面实施例提供的应用，包括：
[0037]将所述4
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氨基苯酚功能化碳量子点、溶剂C和含有不同浓度的硝基烯烃结构化合物的标准品溶液混合，得到多种均相溶液D，对每种均相溶液D进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种4
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氨基苯酚功能化碳量子点的制备方法，其特征在于，包括：通过水热法制备硫氮共掺杂碳量子点；将所述硫氮共掺杂碳量子点与溶剂A混合，并在催化剂和4
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氨基苯酚作用下进行酰胺化反应，将酰胺化反应得到的产物进行透析、干燥后得到所述4
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氨基苯酚功能化碳量子点。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述通过水热法制备硫氮共掺杂碳量子点，包括：将氮源和硫源以及碳源溶解在溶剂B中，并进行超声处理，形成均匀溶液甲；对所述溶液甲进行水热反应，得到溶液乙；对所述溶液乙进行透析、干燥后得到所述硫氮共掺杂碳量子点。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碳源选用柠檬酸或异柠檬酸，所述氮源和硫源选用L
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半胱氨酸、D
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半胱氨酸或N
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乙酰半胱氨酸，所述溶剂B选用去离子水，所述碳源、所述氮源和硫源、所述溶剂B的摩尔比为1:0.2～0.8：500～2000。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂A选用去离子水、乙醇、二氯甲烷和二甲基甲酰胺中的任一种或多种的混合物。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂选用N,N'
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二异丙基碳二酰亚胺、1
‑
(3
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二甲氨基丙基)
‑3‑
乙基碳二亚胺、二环己基碳二亚胺、4
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二甲氨基吡啶甲、碳二亚胺盐酸盐和1
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羟基苯并三唑或2
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(7
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氮杂苯并三氮唑)
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N,N,N',N'
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四甲基脲六氟磷酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，吕圣晨，王鹏，刘东晖，刘雪科，周志强，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：