[发明专利]一种类石墨烯量子点的制备方法

说明书

本发明公开了一种类石墨烯量子点的制备方法，属于量子点制备方法领域。具体包括：在Ti₃C₂粉末和L‑赖氨酸的混合水溶液中进行水热反应，经透析提纯，冷冻干燥得到Ti₃C₂类石墨烯量子点；将适量Ti₃C₂类石墨烯量子点水溶液与离子液体[APMIm][Br]混合，再加入定量的N‑羟基琥珀酰亚胺磺酸钠盐和1‑乙基‑3‑二甲基氨基丙基碳酰二亚胺盐酸盐，混合搅拌。得到量子点的粒径为3‑5nm所述量子点具有清晰的晶格结构，晶格间距为0.26nm。由于量子点尺寸较小，因此具有显著的量子限域效应，进而具有优异的发光性能。在365nm激发光照射下发射蓝色荧光，当激发光由300nm提高到440nm时，发射波长逐渐红移，量子点显现出依赖于激发波长的荧光性能。

技术领域

本发明属于量子点制备方法领域，具体涉及一种类石墨烯量子点的制备方法。

背景技术

掺杂已经成为调控纳米材料性质的一个有效的方法。而半导体的n型掺杂和p型掺杂可以使半导体材料的电子结构发生改变。石墨烯层的电子密度也会因为掺杂进电子给体和受体而发生改变。掺杂型的GQDs正是借鉴了半导体材料掺杂的概念，掺杂型GQDs主要就是指在含有占主导地位的C元素和部分由O素构成的缺陷的GQDs中引入元素N，S，Se，B，P，I和Si等掺杂型GQDs的蓬勃发展，大家不断地探索发现氮元素的引入可以大大地提高GQDs的荧光量子效率至94％；而硫元素和硒元素的引入则会扩大GQDs的可见光吸收；其他元素的引入也对GQDs的光电性质有不同程度的改善。

石墨烯是由sp²杂化的碳原子互相连接形成的二维片层材料，具有比表面积大、导电性能强等多种性质，将石墨烯制备成粒径为100纳米以下的石墨烯量子点(GQDs)后展现出独特的光学、电学性能，被广泛应用于生物成像、光电器件等领域。类石墨烯(MXenes)材料指的是结构与石墨烯相近的二维片层材料，即由原子通过共价键连接形成单层，而层与层之间通过范德华力相互作用的结构。Ti₃C₂就是一种常见的二维类石墨烯材料，它具有高比表面积、高电导率等特点，在储能、生物传感、超级电容器等领域展现出巨大的潜力。采用水热法将Ti₃C₂粉末制成具有水溶性和荧光性能的Ti₃C₂类石墨烯量子点，但Ti₃C₂类石墨烯量子点存在荧光产率低、荧光强度低等问题。因此，在量子点表面修饰离子液体1-胺丙基-3-甲基咪唑溴盐([APMIm][Br])，通过在量子点表面修饰离子液体增加量子点表面电荷密度，提高了量子点的荧光产率，改善了量子点的荧光性能。制备得到的[APMIm][Br]修饰Ti₃C₂类石墨烯量子点材料具有水溶性，并且荧光性能优异，将来有望应用于发光器件等领域。

发明内容

本发明的目的在于提供制备荧光性能优异的[APMIm][Br]修饰Ti₃C₂类石墨烯量子点的一种类石墨烯量子点的制备方法。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种类石墨烯量子点的制备方法，包括如下步骤：