[发明专利]一种生物质焦油衍生碳量子点的制备方法

说明书

本发明提供一种生物质焦油衍生碳量子点的制备方法，包括如下步骤：(1)将质量比大于等于2的分子筛和生物质焦油置于反应容器中升温至300℃～800℃进行催化反应；(2)将催化反应后的分子筛冷却，然后将冷却后的分子筛与极性溶剂混合进行超声处理；(3)将超声处理后的混合液经过滤、蒸发和干燥，即得到碳量子点。本发明提供的制备碳量子点的方法具有合成简单、碳量子点荧光量子产率高、碳点在溶液中有良好分散性等优势，更具有将焦油危弃物高值资源化的特点。

技术领域：

本发明属于纳米功能材料技术领域，具体涉及一种生物质焦油衍生碳量子点的制备方法。

背景技术：

碳量子点是尺寸小于10nm的功能型零维碳纳米材料，具有准球形的结构，由大量无序碳组成，表面具有多种基团。由于其具有发光模式多样、光化学性质稳定、生物毒性低且合成方法灵活等传统荧光材料所无法比拟的优势，在细胞成像、药物示踪、光伏电池、光催化、发光二极管和离子传感器等领域展示出广阔的应用前景。

近年来，随着研究者的不断努力，目前已有多种合成方法，一般分为自上而下法和自下而上法，但现有方法存在合成方法复杂、原料成本高、不环保等缺陷，因此碳量子点的合成正在向方法简单、碳源易得环保的方向发展。

同时，我国作为农业大国，拥有巨量的生物质资源，为生物质气化技术的发展提供了良好的空间，但是，焦油，作为气化副产物，是制约生物质气化技术快速发展的主要问题。对焦油的净化处理目前主要是化学脱除法，然而其存在的问题是成本高及产物附加值低。

发明内容：

本发明的目的是提供一种生物质焦油衍生碳量子点的制备方法，旨在解决现有碳量子点的制备缺陷及焦油难资源化利用的难题提供一种方法，通过简单步骤将生物质焦油废弃物转化为具有高附加值的新型功能材料-荧光碳量子点。

本发明提供了一种生物质焦油衍生碳量子点的制备方法，包括如下步骤：

(1)将质量比大于等于2的分子筛和生物质焦油置于反应容器中升温至300℃～800℃进行催化反应；

(2)将催化反应后的分子筛冷却，然后将冷却后的分子筛与极性溶剂混合进行超声处理；

(3)将超声处理后的混合液经过滤、蒸发、干燥，即得到碳量子点。

本发明建立了以生物质焦油为碳源制备荧光碳量子点的方法，所得碳量子点抗光漂白能力强，荧光碳量子点产率高，碳量子点的荧光发射谱主要覆盖在350～600nm范围内。

优选地，步骤(1)中生物质焦油与分子筛置于反应容器中升温至300℃～800℃，升温速率为5～20℃/min，进行催化反应20～60min。

优选地，步骤(1)中生物质焦油与分子筛置于反应容器中升温至500℃～600℃，升温速率为10～15℃/min，进行催化反应20min。

优选地，所述的分子筛与生物质焦油的质量比为3:1～4:1。

优选地，所述的分子筛为Y型分子筛或X型分子筛。在本发明中，Y型分子筛指NaY型分子筛，X型分子筛指13X型分子筛。

优选地，所述的步骤(2)中的极性溶剂指含有羟基或羰基的溶剂。在本发明中，所述的极性溶剂优选为甲醇或水。

优选地，所述的步骤(2)中分子筛与极性溶剂以1:10g/mL的固液比混合均匀进行超声处理。

优选地，所述的步骤(3)具体步骤为：将超声处理后的混合液经滤纸过滤，制得溶于极性溶剂的荧光碳量子点，再将含有极性溶剂的碳量子点溶液通过旋转蒸发浓缩，真空干燥处理，即得到碳量子点。

与现有的技术相比，本发明的具有以下优点：