[发明专利]一种生物质基石墨烯量子点及其制备方法和应用

说明书

本发明属于食品药品防伪领域，公开了一种生物质基石墨烯量子点及其制备方法和应用。所述的生物质基石墨烯量子点是将2‑氨基苯磺酸或对甲苯磺酸溶解去离子水中，然后加热至70～90℃，搅拌均匀，加入碱木质素在70～90℃保温，所得溶液用水系滤膜过滤，收集滤液，将碱液加入到滤液中超声，在180～220℃进行水热反应；然后采用水系滤膜将所得溶液过滤，收集滤液，将其置于截留的透析袋中，在去离子水中透析，再进行冷冻干燥制得。本发明不需借助高温热裂解工艺，操作简单安全，工艺流程短，成本低廉，简单有效。本发明生物质基石墨烯量子点具有良好生物相容性、低生物毒性和优异光致发光性能的优点，可应用于食品药品防伪领域。

技术领域

本发明属于食品药品防伪技术领域，更具体地，涉及一种生物质基石墨烯量子点及其制备方法和应用。

背景技术

当今社会假冒伪劣事件频现报端，这与人们追求高质量生活的愿望背道而驰，因此，对实用且可靠的先进防伪材料进行研究已经受到了国内外学者的广泛关注，特别是针对于食品药品这些与我们的生活息息相关的领域。目前主流的防伪措施众多，其中最常见的即为使用具有光致发光行为的防伪标签。随着科学技术的日新月异，这种防伪标签由于技术含量低廉、生物相容性差而越来越受到人们的诟病。为寻找更为可靠的防伪标签用材料，人们将目光转向了纳米材料领域。近期研究表明，具有优异量子霍尔效应和荧光性能的石墨烯量子点有望成作为防伪材料进行应用。然而，目前石墨烯量子点的制备工艺大多借助高温热裂解技术，成本高昂且操作复杂，其生物相容性和实际应用性能也有待考察。综上所述，基于石墨烯量子点材料开发食品药品用防伪材料的研究存在以下技术问题：第一，成本较高；第二，生物相容性有待提高；第三，将其可观的荧光性能应用于防伪领域的可行性需要评估。基于以上现状，寻找一种利用廉价且生物相容性良好的原料制备可应用于食品药品防伪领域的具有优异光致发光性能的石墨烯量子点的方法至关重要。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明首要目的在于提供一种生物质基石墨烯量子点。该量子点生物相容性好和优异的光致发光性能。

本发明的另一目的在于提供上述生物质基石墨烯量子点的制备方法。该制备方法通过两步法快速简便地制备出生物质基石墨烯量子点。

本发明的再一目的在于提供上述生物质基石墨烯量子点的应用。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种生物质基石墨烯量子点，所述的生物质基石墨烯量子点是将2-氨基苯磺酸或对甲苯磺酸溶解去离子水中，然后加热至70～90℃，搅拌均匀，加入碱木质素在70～90℃保温，所得溶液用水系滤膜过滤，收集滤液，将碱液加入到滤液中超声，在180～220℃进行水热反应；然后采用水系滤膜将所得过滤，收集滤液，将其置于截留的透析袋中，在去离子水中透析，再进行冷冻干燥制得。

优选地，所述的2-氨基苯磺酸或对甲苯磺酸和去离子水的质量比为1：(4～19)；所述的碱木质素和2-氨基苯磺酸或对甲苯磺酸的质量比为(1～4)：4；所述碱液和2-氨基苯磺酸或对甲苯磺酸的摩尔比为(0.9～1)：1。

优选地，所述碱液为氢氧化钠水溶液、水合肼或氨水。

优选地，所述保温的时间为2～3h；所述超声的功率为700～900W，所述超声的时间为1.5～2.5h，所述水热反应的时间为10～14h。

优选地，所述搅拌的速率为300～400r/min。

优选地，所述透析的时间为5～7天。

优选地，所述截留的透析袋中透析质的分子量为1000～1500。

优选地，所述水系滤膜的孔径为0.8μm或0.45μm。

所述的生物质基石墨烯量子点的制备方法，包括如下具体步骤：