[发明专利]碳量子点的制备方法

说明书

本发明属于量子点技术领域，具体涉及一种碳量子点的制备方法。该碳量子点的制备方法，包括如下步骤：提供碳源、表面活性剂和介孔二氧化硅，所述介孔二氧化硅的孔径为1‑30nm；将所述碳源、所述表面活性剂和所述介孔二氧化硅混合进行第一研磨处理，得介孔二氧化硅的孔径中嵌入有碳量子点的混合材料；提供碱液，将所述碱液加入所述混合材料中进行化学反应，得到反应液；分离所述反应液中的固相，得到碳量子点。该制备方法绿色、简单、快捷，最终可制备出尺寸均一、产率高的碳量子点材料。

技术领域

本发明属于量子点技术领域，具体涉及一种碳量子点的制备方法。

背景技术

量子点材料由于其本身特有的一些优异性质，在生物学，电学，光学以及材料学等领域有着广泛的应用。目前，对与量子点材料的研究大多集中在CdS、CdSe、ZnS等金属化合物上，但是，这类量子点的制备成本很高、对环境的污染较大，且对生物体的毒性较强，这些缺点将会大大限制这类量子点的应用领域。

近年来，碳纳米材料由于其低成本、低污染并且容易制备等性质吸引了研究者们广泛的关注。而作为其中一类准零维纳米材料，碳量子点以其优异的光电、低毒等性能被管饭应用在生物探针、成像以及光电材料等领域。相对于传统的半导体量子点和有机染料，这位碳家族中的新成员不仅保持了碳材料毒性小、生物相容性好等优点，而且还拥有发光范围可调、双光子吸收截面大、光稳定性好、无光闪烁、易于功能化、价廉、易大规模合成等无可比拟的优势。

目前已经有多种方法来制备碳量子点，其中主要包括水热合成法、电化学合成法、化学氧化法、以及燃烧法和微波超声法等等。虽然这些方法都能制备出碳量子点，但是其反应条件苛刻、制备过程繁琐、成本高昂等缺点，均难以实现大规模的工业化生产。因此，如何使用绿色环保的方法，在温和的反应条件下合成碳量子点，将成为这一领域的一项重大挑战。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种碳量子点的制备方法，旨在解决现有碳量子点制备的条件苛刻、过程繁琐、成本高昂，而且尺寸不均一的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种碳量子点的制备方法，包括如下步骤：

提供碳源、表面活性剂和介孔二氧化硅，所述介孔二氧化硅的孔径为1-30nm；

将所述碳源、所述表面活性剂和所述介孔二氧化硅混合进行第一研磨处理，得到介孔二氧化硅的孔径中嵌入有碳量子点的混合材料；

提供碱液，将所述碱液加入所述混合材料中进行化学反应，得到反应液；

分离所述反应液中的固相，得到碳量子点。

本发明采用一种简单的研磨方法来制备碳量子点，即将碳源、表面活性剂和孔径为1-30nm的介孔二氧化硅进行混合研磨，研磨时加入的表面活性剂作为稳定剂，能与碳源表面相互作用，防止碳纳米颗粒发生自发团聚现象，从而研磨出达到纳米级别的碳量子点颗粒，并且表面活性剂能够修饰碳量子点表面，使其更易进入介孔二氧化硅的孔径中，使研磨更充分；待研磨结束后，加入碱液(如氢氧化钠等)，碱液与二氧化硅反应生成硅酸离子化合物，从而从介孔二氧化硅中释放出碳量子点，对反应后的溶液进行分离即可获得碳量子点，该制备方法绿色、简单、快捷，最终可制备出尺寸均一、产率高的碳量子点材料。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种碳量子点的制备方法，包括如下步骤：

S01：提供碳源、表面活性剂和介孔二氧化硅，所述介孔二氧化硅的孔径为1-30nm；