[发明专利]一种有机相碳点的制备方法

说明书

本发明公开了一种有机相碳点的制备方法：取原料，加入反应釜中，在150~300℃条件下，溶剂热反应0.5~72h，即得到有机相碳点溶液；浓缩液体，获得的溶剂回反应釜中循环使用，固体进行干燥获得有机相碳量子点；其中，原料选自N,N‑二甲基甲酰胺、N,N‑二甲基乙酰胺、二甲亚砜、正己烷、环己烷、甲苯、二甲苯中的一种或几种的混合。该工艺方法简单快捷，反应条件简单环保，产率较高，降低反应时间。所用原料便宜易得，无需添加催化剂，溶剂也可以继续循环使用。所制备的有机相碳点在有机溶剂中有较好的分散性，在有机涂料，物质检测、催化、荧光墨水、新型纳米复合材料、新型电化学电极以及新型光学材料等领域有着广阔的应用。

技术领域

本发明属于量子点制备方法技术领域，具体涉及一种有机相碳点的制备方法。

背景技术

量子点是指三维尺度均在100nm下的纳米粒子，是一种准零维材料，主要由II－VI元素组成。由于其特定的结构，使其具有尺寸量子效应和介电限域效应，具有发光性能，可以发射荧光。

量子点具有许多独特的光学性能。由于量子点独特的性质，其激发波长范围很宽；另外，通过对合成粒子尺寸的控制，可以得到不同颜色的量子点；量子点的稳定性比较好，可以进行长时间的保存；由于量子点独特的光学性质，其在电子器件、生物分析、光学材料等方面有着十分广泛的应用。

碳量子点（简称碳点）作为一种新兴的材料目前正在兴起。碳点除了具有量子点所具有的常见性质外，还具有独特的发光性能、良好的化学稳定性、生物相容性以及表面功能可调节性等特点，已经在生物成像、离子检测及荧光材料等诸多领域被广泛研究并展现出巨大的潜力，碳点的研究越来越受到重视。

当前已有不少用量子点以及碳点的报道，但是以水相碳点的研究为多，有机相碳点的报道并不是很多，这就大大限制了碳点在有机催化、高分子复合等方面的应用。虽然有人（201410046953.7；201310740394.X）研究过诸如正己烷，环己烷等有机溶剂体系的碳点，但是主要是将正己烷和环己烷等作为溶剂，研究溶液中溶质形成碳点的情况，关于纯溶剂碳点的制备报道较少。Liu等人（LIU S, WANG L, TIAN J, et al. Acid-driven,microwave-assisted production of photoluminescent carbon nitride dots from N,N-dimethylformamide [J]. RSC Advances, 2011, 1（6）: 951）报道过使用硫酸和磷酸作为催化剂，制得亲水的DMF碳点，但是这种方法所得样品分离较为复杂，且反应体系为水相，不利于有机相的实验。Jiang等人（201410000767.4）报道了使用溶剂回流法和微波法制备有机相碳点，但是受限于实验条件，实验时间必然较长，产率不高。

因此，如何更加高效，廉价，高产率的制备有机相碳点是一个瓶颈问题。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种有机相碳点的制备方法，该工艺方法简单快捷，反应条件简单环保，原料便宜易得，无需添加催化剂。所制备的碳点，可以应用于新型纳米复合材料的制备、新型电化学电极的制备以及新型光学及导电材料等领域。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种有机相碳点的制备方法：取原料，加入反应釜中，在150~300℃条件下，溶剂热反应0.5~72h，即得到有机相碳点溶液；浓缩液体，获得的溶剂回反应釜中循环使用，固体进行干燥获得有机相碳量子点；其中，原料选自N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、二甲亚砜（DMSO）、正己烷、环己烷、甲苯、二甲苯中的一种或几种的混合。

所述的反应釜的为高压反应釜或水热反应釜。

所述的原料加入量为占反应釜体积的10~90%。

在浓缩液体之前，先采用0.2μm微孔滤膜过滤。