【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料制备，具体涉及一种快速绿色制备氧化石墨烯量子点的方法。
技术介绍
1、石墨烯量子点具有显著的量子限域效应、边界效应、生物低毒性、良好的生物相容性等特点，在光电器件、生物成像、荧光探针、药物输运、光催化等方面有广阔的应用前景。氧化石墨烯量子点是具有大量含氧官能团的石墨烯量子点。作为一种新型的量子点，氧化石墨烯量子点兼有氧化石墨烯和量子点的优异性质。氧化石墨烯量子点表面具有丰富的含氧官能团，具备尺寸可调性、表面效应、边缘效应、优异的水溶性以及极佳的表面可修饰性和异质原子掺杂特性，有效实现氧化石墨烯量子点的发光特性，在医药、光电、能源、生物传感器、催化等方面具有重要的应用前景。
2、氧化石墨烯量子点的制备方法主要有自下而上法和自上而下法，自下而上法是以有机小分子为前驱体，通过一系列化学反应使其聚合得到氧化石墨烯量子点。通过控制合成条件可以调控石墨烯量子点的尺寸和形貌，但是步骤较为复杂，条件苛刻且产量较低，限制了其规模化发展。自上而下法是通过化学的方法，将碳材料(石墨烯、碳纳米管、石墨)氧化、裁剪成小尺寸的氧化石墨烯量子点。主要包括：酸介质氧化切割法、溶剂热法和电化学剥离法。自上而下法制备氧化石墨烯量子点是目前研究的热点和重点。但目前，自上而下法得到氧化石墨烯量子点的产率较低，反应周期长、需要复杂的分离纯化过程，量子点的实现过程通常需要借助超声分散等强力机械破碎，且制备得到的氧化石墨烯量子点的尺寸分布不均匀。快速、绿色、高效制备尺寸均匀的氧化石墨烯量子点仍是当前研究的重点与难点。
1、有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种快速绿色制备氧化石墨烯量子点的方法，本专利技术提供的氧化石墨烯量子点含氧官能团丰富、尺寸分布均匀，不含重金属离子、反应过程安全可控。
2、本专利技术提供了一种快速绿色制备氧化石墨烯量子点的方法，包括以下步骤：
3、a)将高碘酸盐与强酸混合后，加入碳材料混合搅拌，加热进行反应；
4、b)将步骤a)得到的反应液加入至去离子水中，离心得到离心液；
5、c)将所述离心液透析提纯，得到氧化石墨烯量子点分散液；
6、d)将氧化石墨烯分散液量子点经冷冻干燥后得到氧化石墨烯量子点粉体。
7、优选的，所述高碘酸盐为高碘酸钾、高碘酸钠、高碘酸铵、高碘酸镁、高碘酸钙、高碘酸锶中的一种或几种。
8、优选的，所述强酸为硫酸、磷酸、发烟硫酸、浓硝酸、氟磺酸、三氟甲磺酸中的一种或几种的混合酸。
9、优选的，所述碳材料为石墨、炭黑、碳纳米管中的一种或几种的混合物。
10、优选的，所述碳材料、酸和氧化剂的质量比为1:(50～200):(25～50)。
11、优选的，步骤a)中，所述高碘酸盐与强酸混合的温度为0～40℃，时间为5～30min。
12、优选的，步骤a)中，所述加热进行反应的温度为70～140℃，时间为30s～24h。
13、优选的，所述离心的转速为300rpm。
14、本专利技术还提供了一种上述方法制备得到的氧化石墨烯量子点，所述氧化石墨烯量子点为单层结构。
15、优选的，所述氧化石墨烯量子点的平面尺寸为≤5nm。
16、与现有技术相比，本专利技术提供了一种快速绿色制备氧化石墨烯量子点的方法，包括以下步骤：a)将高碘酸盐与强酸混合后，加入碳材料混合搅拌，加热进行反应；b)将步骤a)得到的反应液加入至去离子水中，离心得到离心液；c)将所述离心液透析提纯，得到氧化石墨烯量子点分散液；d)将氧化石墨烯分散液量子点经冷冻干燥后得到氧化石墨烯量子点粉体。本专利技术制备氧化石墨烯量子点的过程简单、安全可控，氧化石墨烯量子点产率高，碳材料一步转化为氧化石墨烯量子点，无需超声等强力机械破碎分散，适合实验室制备和工业化生产。
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1.一种快速绿色制备氧化石墨烯量子点的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高碘酸盐为高碘酸钾、高碘酸钠、高碘酸铵、高碘酸镁、高碘酸钙、高碘酸锶中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述强酸为硫酸、磷酸、发烟硫酸、浓硝酸、氟磺酸、三氟甲磺酸中的一种或几种的混合酸。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳材料为石墨、炭黑、碳纳米管中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳材料、酸和氧化剂的质量比为1:(50～200):(25～50)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A)中，所述高碘酸盐与强酸混合的温度为0～40℃，时间为5～30min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A)中，所述加热进行反应的温度为70～140℃，时间为30s～24h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离心的转速为300rpm。
9.一种如权利要求1～8任意一项所述的方法
10.根据权利要求9所述的氧化石墨烯量子点，其特征在于，所述氧化石墨烯量子点的平面尺寸为≤5nm。
...【技术特征摘要】
1.一种快速绿色制备氧化石墨烯量子点的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高碘酸盐为高碘酸钾、高碘酸钠、高碘酸铵、高碘酸镁、高碘酸钙、高碘酸锶中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述强酸为硫酸、磷酸、发烟硫酸、浓硝酸、氟磺酸、三氟甲磺酸中的一种或几种的混合酸。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳材料为石墨、炭黑、碳纳米管中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳材料、酸和氧化剂的质量比为1:(50～200):(25～50)。...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦志鸿，周旭峰，刘兆平，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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