[发明专利]碳量子点的制备方法

说明书

碳量子点的制备方法，它属于纳米发光材料制备技术领域。本发明按照重量份数为1：(1～100)：(0.5～100)称量农林废弃物和厨余垃圾和蔬菜、水果、粮食、花卉、中草药中的一种或者多种混合物作为原料，将称量好的原料，进行粉碎、筛分后混合均匀后，向处理后的混合液中加入有机酸或强碱或弱碱。超声处理、水热处理、离心处理，离心后得到溶液装入透析袋中，置于装有蒸馏水的烧杯中透析处理，得到碳量子点。本发明碳量子点的产率在50～90％，制备的碳量子点尺寸为1～2nm，与现有碳量子点制备方法相比，制备工艺简单、原料容易获得，环保无害。

技术领域

本发明属于纳米发光材料制备技术领域，具体涉及一种碳量子点的制备方法。

背景技术

碳纳米粒子具有很大的表面积，所以长期以来科学家们一直认为这种纳米粒子相比宏观碳，具有非常奇特的化学和物理性质。科学家提取出碳纳米粒子，并且证明这些粒子表面覆盖一种特殊的聚合物后，在光照下可以发出非常明亮的光，就像是微小的光球一样。科学家们认为这种光致发光现象可能是由于碳量子点表面的空洞可以储存能量造成的。而金属量子点的发光机制则稍微有些不同。

相对于金属量子点而言，碳量子点无毒，对环境的危害小，造价也更便宜。由它制成的传感器可以用来探测爆炸物和炭疽热等生化战剂。克莱蒙森大学化学博士孙亚平说：“碳不是半导体，发光碳纳米粒子不管是从理论角度还是从应用角度看都是非常有意思的。它代表着发光纳米粒子研究的一个新的平台。”尤其是关于它在生物和医学中的应用。量子点一般是从铅、镉和硅的混合物中提取出来的，但是这些材料一般有毒，对环境也有危害。所以科学家们开始在一些良性化合物中提取量子点。碳量子点作为一种绿色无毒的材料在光催化、传感器、生物成像、药物合成、基因载体等领域得到广泛的应用。制备碳量子点的方法有：电弧放电法、激光剥蚀法、电化学法和水热法等。制备碳量子点的常用原料多为纯化学品，如柠檬酸、碳水化合物、聚合物等。

发明内容

本发明目的是提供了一种碳量子点的制备方法，本方法产率高，生产工艺简单。

本发明通过以下技术方案实现：

一种碳量子点的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、原料准备：称量原料A或者原料B或者原料C或者称量原料A、原料B或者称量原料A、原料B、原料C，所述的原料A为农林废弃物，所述的原料B为厨余垃圾，所述的原料C为蔬菜、水果、粮食、花卉、中草药中的一种或者多种的混合物，待用；

步骤2、原料前处理：将步骤1称量好的原料，进行粉碎、筛分后，将处理好的原料加入一定质量的自来水，混合均匀后待用；

步骤3、pH调节：向步骤2处理后的混合液中加入有机酸或强碱或弱碱，调节混合液的pH，待用；

步骤4、超声处理：向步骤3处理后的混合液加入石墨，所述的混合液与所述的石墨的质量比为30：0.1～10，然后进行超声处理，超声处理功率为100～1000W，超声时间5～300min，超声处理后的混合物，待用；

步骤5、水热处理：将步骤4得到的混合物进行水热反应或微波水热反应，控制反应温度20～180℃，反应时间1～300h，反应后的混合物，待用；

步骤6、离心处理：将步骤4处理后的混合液进行离心处理，收集离心后的液体，待用；

步骤7、透析处理：将步骤6离心后得到溶液装入透析袋中，置于装有蒸馏水的烧杯中透析处理，得到碳量子点。

本发明所述的碳量子点的制备方法，步骤1中所述的原料A与原料B的质量比为1：1～100或者所述的原料A与原料B与原料C的质量比为1：(1～100)：(0.5～100)；