[发明专利]一种水分散型氮掺杂石墨烯量子点的制备方法

权利要求书

1.一种水分散型氮掺杂石墨烯量子点的制备方法，包括：

（1）室温条件下，将氧化石墨GO、还原剂和氮源分散在水中，超声，然后进行水热反应，冷冻干燥，得到氮掺杂石墨烯水凝胶N-rGO；其中水热反应的温度为150~200℃，反应时间为5-10h；氧化石墨GO和还原剂的质量比为1:0.5~1:1，氧化石墨GO和氮源的质量比为1:0.1~1:0.5；其中还原剂为赖氨酸、谷氨酸、抗坏血酸或丝氨酸；

（2）将氮掺杂石墨烯水凝胶N-rGO中加入浓硫酸和氧化剂，然后进行氧化反应，待反应结束后加入超纯水反应，然后终止反应后，分离提纯，冷冻干燥，即得水分散型氮掺杂石墨烯量子点；其中N-rGO和浓硫酸的质量比为1:100~1:200，N-rGO和氧化剂的质量比为1:5~1:10；其中氧化反应为：在油浴条件下进行，氧化反应的温度为30~45℃，反应时间为1~4h。

2.根据权利要求1所述的一种水分散型氮掺杂石墨烯量子点的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中氮源为三聚氰胺、尿素、乙醇胺、乙二胺或六亚甲基四胺。

3.根据权利要求1所述的一种水分散型氮掺杂石墨烯量子点的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中冷冻干燥温度为-50~20℃，时间为12~48h。

4.根据权利要求1所述的一种水分散型氮掺杂石墨烯量子点的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中氧化剂为高锰酸钾或重铬酸钾。

5.根据权利要求1所述的一种水分散型氮掺杂石墨烯量子点的制备方法，其特征在于：步骤（2）中将氮掺杂石墨烯水凝胶N-rGO中加入浓硫酸和氧化剂在冰水浴条件下进行，先加入浓硫酸，后加入氧化剂，加入氧化剂的时间为20~30 min。

6.根据权利要求1所述的一种水分散型氮掺杂石墨烯量子点的制备方法，其特征在于：步骤（2）中待反应结束后加入的超纯水与浓硫酸的质量比为反应2:1~5:1，反应时间为10~30min。

7.根据权利要求1所述的一种水分散型氮掺杂石墨烯量子点的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中终止反应为：加入120~160mL的超纯水、1~5mL的双氧水终止反应。

8.根据权利要求1所述的一种水分散型氮掺杂石墨烯量子点的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中分离提纯具体为：真空抽滤反应液，取滤液部分进行透析，再蒸发至只剩下沉淀物；其中透析采用透析袋的截流分子量为50~1000道尔顿；透析过程中采用超纯水，且每天更换超纯水，至少连续透析一周，至pH为 6~8；蒸发为：旋转蒸发仪蒸发，温度为30~99℃，旋转速度为5~300rpm。

9.根据权利要求1所述的一种水分散型氮掺杂石墨烯量子点的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中冷冻干燥为：-50~ -20℃下冷冻干燥12~48h。