[发明专利]一种同步还原制备掺氮碳量子点的方法及制得的掺氮碳量子点和用途

权利要求书

1.一种掺氮碳量子点的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)制备碳基材料分散液；

(2)将羟胺溶液与步骤(1)制得的碳基材料分散液混合，得到碳基-羟胺复合材料分散液；

(3)向步骤(2)中制得的碳基-羟胺复合材料分散液中加入双氧水溶液进行反应，得到掺氮碳量子点分散液；

其中，步骤(2)所述羟胺溶液的质量浓度与碳基材料分散液的质量浓度之比为0.1～30；

步骤(2)所述羟胺溶液的溶剂的体积占所述碳基-羟胺复合材料分散液的溶剂的体积的1％～50％；

步骤(2)中所述羟胺溶液与步骤(1)制得的碳基材料分散液混合过程中调节pH为2～8。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：(4)将步骤(3)制得的掺氮碳量子点进行纯化，得到纯化的功能化氮碳量子点分散液。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括(5)将步骤(3)制得的掺氮碳量子点分散液或步骤(4)制得的纯化的功能化氮碳量子点分散液进行真空冷冻干燥，得到固态掺氮碳量子点或固态纯化的功能化氮碳量子点。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述碳基材料分散液的制备方法为：将碳基材料超声分散于溶剂中，制得碳基材料分散液。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碳基材料为氧化石墨、石墨烯、活性炭、碳纳米管、碳黑、碳纤维或经碳化的天然有机物中任意一种或至少两种的组合。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述经碳化的天然有机物为在150℃～250℃下碳化的天然有机物。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为水。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述超声分散的功率为30W～250W。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述超声分散的功率为50W～80W。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述超声分散的时间为0.5h～24h。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述超声分散的时间为1h～5h。

12.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述碳基材料分散液中碳基材料的浓度为0.001mg/mL～10mg/mL。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述碳基材料分散液中碳基材料的浓度为1mg/mL～3mg/mL。

14.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述羟胺溶液的溶剂为水、乙醇、乙腈、DMF或DMSO中任意一种或至少两种的组合。

15.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述羟胺溶液的浓度为0.01mol/L～20mol/L。

16.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述羟胺溶液中的羟胺为羟胺和/或羟胺衍生物。

17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述羟胺衍生物为N-甲基羟胺、N-乙基羟胺、羟胺-O-磺酸、O-甲基羟胺、O-乙基羟胺、N,N-二甲基羟胺、N,O-二甲基羟胺、N,N,O-三甲基羟胺、N-(叔丁基)羟胺、O-(叔丁基)羟胺、N-苄基羟胺、O-苄基羟胺或N,N-二苄基羟胺中任意一种或至少两种的组合。