一种碳量子点催化剂及其制备方法和制得的碳量子点技术

本发明专利技术提出了一种碳量子点催化剂及其制备方法和制得的碳量子点，属于光催化材料技术领域。将经过聚多巴胺改性后的介孔二氧化硅纳米球浸渍在丝素蛋白液中，然后加入浓硫酸中进行水热反应，加入碱液中，去除二氧化硅模版，透析，得到S

【技术实现步骤摘要】
一种碳量子点催化剂及其制备方法和制得的碳量子点


[0001]本专利技术涉及光催化材料
，具体涉及一种碳量子点催化剂及其制备方法和制得的碳量子点。

技术介绍

[0002]碳量子点是一种碳基零维材料，其作为一种新型的荧光碳纳米材料，具有良好的生物相容性、低毒性、可调光致发光性和高的化学稳定性等优点，在化学生物传感、生物成像、纳米医学和光电催化等领域都得到了广泛的应用。通过将碳量子点表面进行钝化和功能化处理，还可调控其物理化学性质，从而扩展其应用领域。
[0003]目前，碳量子点的制备方法分为自上而下和自下而上两种途径。自上而下法是以石墨、石墨烯、碳纤维等大分子为碳前体，采用电弧放电、激光销蚀、电化学合成等方法将大型碳前体切割成小块的碳量子点，此途径多采用无机酸如硫酸、硝酸等试剂，会产生NO2、N2O4等有毒气体，存在一定的安全风险和环境污染，另外，刚性切割方法难以精确控制碳量子点的形貌、尺寸和缺陷，限制了碳量子点的用途。而自下而上法则是以多环芳烃或其低聚物等有机物分子为碳前体，采用溶剂热法、微波合成法、模板法等方法逐步将小分子碳前体聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳量子点催化剂的制备方法，其特征在于，将经过聚多巴胺改性后的介孔二氧化硅纳米球浸渍在丝素蛋白液中，然后加入浓硫酸中进行水热反应，加入碱液中，去除二氧化硅模版，透析，得到S
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O
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N杂碳量子点，与银
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铜氨络离子溶液、纳米二氧化钛混合均匀，水热反应，离心，洗涤，干燥，制得碳量子点催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.介孔二氧化硅纳米球的制备：将表面活性剂、介孔致孔剂、氨水、乙醇和水混合得到透明溶液，将正硅酸烷基酯加入上述透明溶液中，微波反应，离心，加入酸液中，加热反应，离心，洗涤，干燥，得到介孔二氧化硅纳米球；S2.聚多巴胺的改性：将步骤S1制得的介孔二氧化硅纳米球加入水中，加入介孔致孔剂、多巴胺盐酸盐和催化剂，加热搅拌反应，离心，洗涤，干燥，得到改性介孔二氧化硅纳米球；S3.丝素蛋白液的浸渍：将丝素蛋白溶于水中，加入步骤S2制得的改性介孔二氧化硅纳米球，挥干溶剂，得到丝素蛋白浸渍纳米球；S4.水热反应：将步骤S3制得的丝素蛋白浸渍纳米球加入浓硫酸中，加热搅拌反应，过滤，洗涤，干燥，得到酸处理后的纳米球；S5.S
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O
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N杂碳量子点的制备：将步骤S4制得的酸处理后的纳米球加入碱液中，加热搅拌反应，去除二氧化硅模版，透析，干燥，得到S
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O
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N杂碳量子点；S6.银
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铜氨络离子溶液的制备：将可溶性银盐和可溶性铜盐加入氨水中，得到沉淀，继续加入氨水，直至沉淀完全消失，得到银
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铜氨络离子溶液；S7.碳量子点催化剂的制备：将步骤S6制得的银
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铜氨络离子溶液、纳米二氧化钛和步骤S5制得的S
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O
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N杂碳量子点混合均匀，在水热反应釜中，进行微波水热反应，冷却至室温，在氙灯下光照，离心，洗涤，干燥，制得碳量子点催化剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述正硅酸烷基酯、表面活性剂、介孔致孔剂、氨水、乙醇和水的质量比为12
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15:2
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3:2
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3:12
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15:30
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50:70
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100，所述氨水的浓度为15
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20wt%，所述微波反应的功率为1000
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1200W，时间为2
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3h；所述酸液为4
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6mol/L的HCl或硫酸，所述加热反应的温度为50
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70℃，时间为2
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3h；所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基二甲基苄基氯化胺、十八烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵中的至少一种，所述介孔致孔剂选自氧乙烯
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氧丙烯三嵌段共聚物PEO20
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PPO70
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PEO20、PEO106
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PPO70
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PEO106中的至少一种。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述介孔二氧化硅纳米球、介孔致孔剂、多巴胺盐酸盐和催化剂的质量比为15
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20:1
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2:17
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22:0.5
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1，所述催化剂为含有3
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5wt%NiCl2和1
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2wt%CoCl2的pH=5
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6的Tris
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HCl溶液，所述加热搅拌反应的温度为40
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50℃，时间为2
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3h，所述介孔致孔剂选自甲苯、异辛烷、正庚烷、液体石蜡中的至少一种；步骤S3中所述丝素蛋白和改性介孔二氧化硅纳米球的质量比为5
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7:15
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20。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述丝素蛋白浸渍纳米球、浓硫酸的质量比为3
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5:10
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12，所述浓硫酸的浓度为大于98wt%，所述加热搅拌反应的温度为170
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190℃，时间为30
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50min；步骤S5中所述碱液为30
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50wt%的NaOH或KOH溶液，所述加热搅拌反应的温度为60
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80℃，时间为1
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2h，所述透析的透析袋为1000
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1200MW，时间为3
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5d。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S6中所述可溶性银盐选自硝酸
银、亚硝酸银中的至少一种，所述可溶性铜盐选自硫酸铜、氯化铜、硝酸铜中的至少一种，所述可溶性银盐、可溶性铜盐的质量比为7
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10:10
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12，所述氨水的浓度为12
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15wt%；步骤S7中所述银
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铜氨络离子溶液、纳米二氧化钛和S
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O
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N杂碳量子点的质量比为100
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120:10
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15:17
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20，所述微波水热反应的温度为60
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80℃，时间为2
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3h，微波功率为1000
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1200W，所述在氙灯下光照的时间为30
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40min。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1.介孔二氧化硅纳米球的制备：将2
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3重量份表面活性剂、2
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3重量份介孔致孔剂、12
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15重量份15
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20wt%的氨水、30
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50重量份乙醇和70
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄明光，梁潇，
申请(专利权)人：北京兴德通医药科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：