[发明专利]以石榴籽为碳源一步合成荧光碳量子点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及荧光碳量子点的合成技术领域，具体涉及一种以石榴籽为碳源一步合 成荧光碳量子点的方法。

背景技术

近年来，纳米材料以其优良的性能引起了人们的广泛关注，并逐渐地应用到人们 的生活当中，比如纳米陶瓷，纳米生物医学材料等的出现，极大地提高了人们的生活质量。 在这其中，具有优良光电导性能的半导体量子点引起了科研工作者的广泛关注，并投入了 大量的人力物力，推动了半导体量子点在科研领域的发展。但是由于半导体量子点中含有 重金属，具有较大的细胞毒性，因而限制了它的进一步应用。人们迫切需要找到细胞毒性 小，生物相容性好的新型纳米材料用来代替半导体量子点。在这样的背景下，荧光碳量子点 逐渐走进了人们的视野，自从2004年Xu等在制备单壁碳纳米管的过程中偶然发现具有荧光 特性的碳纳米粒子以来，荧光碳量子点就以生物相容性好，化学稳定性高，激发发射可调控 等优点受到了高度重视，并在生物成像、生物传感、光催化和光电装置等方面得到了广泛应 用。到目前为止，很多方法已经被应用于制备荧光碳点，包括弧光放电法、微波法、水热法、 电化学氧化法和超声法等。但在这些方法中，有的需要高温等苛刻的反应条件，有的需要昂 贵且复杂的仪器，有的需要繁琐的后处理过程。因此，探索出简单、快速、高效且绿色的合成 荧光碳量子点的方法具有重要且深远的意义。

目前，以天然的生物样品为原料制得荧光碳点的方法已经在文献中有所报道，这 些碳源包括柑桔果皮、食物垃圾、豆浆和菱皮等。但是由这些原料制得的碳点往往量子产率 较低，限制了它们的进一步应用。因此，以生物样品为碳源制得荧光量子产率较高的碳点成 为一种新的研究方向。作为生物样品中的一种，石榴籽廉价易得，是一种较为理想的碳源， 且以其为碳源制得的碳量子点有较高的量子产率。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种操作简单且反应快速的以石榴籽为碳源一 步合成荧光碳量子点的方法，该方法以石榴籽为碳源，分别通过微波法和水热法一步合成 荧光碳量子点，其量子产率分别为8.99%和23.80%。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，以石榴籽为碳源一步合成荧光碳 量子点的方法，其特征在于具体步骤为：将新鲜石榴籽、乙二胺和去离子水混合均匀后置于 功率为800W的家用微波炉中加热4-10min，将得到的焦黑状固体溶解于去离子水中，然后将 形成的棕红色溶液置于离心机中以10000rpm/min的离心速率离心10分钟，最后再用0.22μm 的微孔滤膜过滤后得到荧光碳量子点溶液。

进一步优选，1g新鲜石榴籽对应乙二胺的体积为0.8mL。

进一步优选，微波加热时间优选为7min。

本发明所述的以石榴籽为碳源一步合成荧光碳量子点的方法，其特征在于具体步 骤为：将新鲜石榴籽、乙二胺和去离子水混合均匀后转移至聚四氟乙烯作内衬的高压水热 反应釜中，于160-200℃反应1-5h，将反应后的棕黄色液体置于离心机中以10000rpm/min的 离心速率离心10min，再用孔径为0.22μm的微孔滤膜过滤后得到荧光碳量子点溶液。

进一步优选，1g新鲜石榴籽对应乙二胺的体积为0.2mL。

进一步优选，水热反应温度优选为180℃，水热反应时间优选为3h。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明没有使用强酸氧化，也没有复 杂的后处理过程，操作简单易行，无毒性大的试剂，所使用的碳源廉价易得，合成的碳点具 有较强的荧光，不仅可以用于生物传感，还可以用于细胞成像等领域。

附图说明

图1是本发明实施例3微波法合成的荧光碳量子点的透射电镜图；

图2是本发明实施例3微波法合成的荧光碳量子点的红外光谱图；

图3是本发明实施例7水热法合成的荧光碳量子点的透射电镜图；

图4是本发明实施例7水热法合成的荧光碳量子点的红外光谱图。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本 发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发 明的范围。

实施例1